Крысин В.Н., Крысин М.В. - Технологические процессы формирования, намотки и склеивания конструкций, страница 4

волоку) м борнылгн стеклопнтямм, состоюцнмн нз параллельно расположенньи борных волокон. В завмснмостн от предела прочности црм растяжсамн са выпускаются борные волокна трех сортов: к 1-му сорту относятся волокна с ая й 32„5 МП», ко 2-му сорту — с о„ж 27,5 ...32,4 МПа м к 3-му сорту— с и„= 22„5...27,4МИа. На рмс. 1.4 приведена схеью укладкн слоев борных волокон в об. шнеке стабилизатора самолета р-14А фирмы "Грумма»г". Прнменепне ПКМ с борошгастнковым армнруюшнм материалом взамен алюминиевых сплавов в сочетанмм с тнтанонымн сплавал»н обеспечмло сммжснмс массы конструкцмм на 25 %.

Этот стабилизатор представляет собой сернйный агрегат„наготовленным с на»опьзопацмсм ПКМ с боропнастнковым армнруюшмм материалом. На рнс. 1.4, а 1сеченме »-1) показано гнестислойпое клеевое сосни. пенне боропластнка с титаном, выполненное внахлестку.

Это соеднпсане характерно дпя зоны крешшння шарммра узла поворота. Соедмнепме рассчмтамо на нагрузку 267,5 МИ». Максимальное число боропяастнковых слоев в »той»оно равно 56. Прн статических нспышпмпх клеевое соединение пагруж»лн прн г = 150 ьС до разрушенмя. Разрушение начиналось а сотовом заполня. теле, а затем прмподнло к локальному ра»рыну обгпмвкн. Агрегат. подвергнутый мспышпням на усталость прн типовых для самолет» Е-14А ушшвнях нагружсцмя. разруппшси после 170ОО летных часов. Разруше.

нме произошло ппн нагрузках, уислмченных иа 25 % против эксплуатацлонных. Ру.' дт см и и %7 Рне. 1.4. Схемм укладки борньш волокон в обшивке стзбнлнззторз самолете Р - 14 А (а) н конструктняный элемент обшивки (д): 1 - ось ловоротэ стзяыюя; 2 - кромка всредняя со стсклоллзстнкоэой обшивкой н оттовым эитолннтелем; 3 ". обшивка со схемой укладки сорных волоков 0 (60%)1 т 45' (30%)/90% (10%); 4 — тзколвовкз стсклоплзстнкоезн; 5- нзкладка злектропроводяшзв.

сеслнненв~зл с мстзллпчсской осью для ззшнты от гро- зозыт рзтрялоз", 4„8 — сплав титановый; 7 — сотьп 9 — стекловолокно 11э самолете Г--111Р в шзрпирпой опоре крьша применены усиливающие накладки нэ ПК%1 с бороплзстиковыьт эрмнруюшиьт материэлом (рис. 1.5). Тзкос ко~тструктив1юе решевие уменьшило габаритные размеры и массу шзрпнриого узла. Фирма "Рокуэтпт' применила ПКь( с бороплзстиковым зрмируюшим мэтсризлом в конструкции агрсгэтов сэьтолетз В-1 для изготовления силовых лопжсроион ~нотеляжз (рис. 1.6) .

рнс, !5. Ызрннрнэя опора крыла самолета р-ар: 1 — лзклздкз нз ИКМ с боропязстнковым зрмнруюншм мзтернзлом (Ч>с. 1.6. Места расположении деталея нз ПМК, с боропластмноиыы арыируюиюы материалом п конструипмн фюмллжа самолета В.1 > л — сечение фююляжа; б — сечо>нс лскжсренов; ч — >юкжерсн варенна; В лонжерон нижмив; С - лонжерон вне>ипил; 1 спи>М 2 .

титан; 3 " ПКЫ с бс. репластиковым арынргюшим материююм >)мир Рнс. 1.т. Зависимость предела прочмсстм при изгибе ен ( тн П (- — — ) бсропластика от давлении Р ) н пористое. Рис. 1.8. Зависимость предела прочности ам нмм 21 — > 188' Сг — — . т '-" 1ЗО" С; -— = 12О' С бороклзстнма от еремсин прессоеа.

--- т = 18О (.; — " —. т;. 18 ПКМ с боромластиковым арь>ируюпв>м материалом нримслястсм для изготовления направлмюптих и рабочих лопаток турбин, оболочек компрессора ТТД, подкрс>п>нюп)нх элементов >мсиллического силового набора планера, емкостей, рассчитанных пля хрансмим гззз под высоким давлеииеь> при температуре 200 'С в течение 1000 ч.

з также деталей разового действия. Нсобходнькь иметь я виду, что длительный контакт с боропластиками при температуре нагрева 60 . 200 'С не вьюывмет коррозии титанового сплава, но вызывает коррозии> стали ЗОХГСЛ. Прочностные храктеристики боропластиков очень чувствительны к измспению тех>юлогических режимов изготовления деталей: изменению давления (рис. 1.7) температуры и времени прессования (рис. 1.6) . Число деталей из ПКМ с армируинцим борою>зстиковь>м мзтернзлом в конструкциях самолетов быстро увеличивзстсн со времси> выпускз первых ссрнмных стзбв>ктиторов самолета Г-14, масса которых состз- Тзблнцз 15 Сзмолст Изкзтовллемзм честя сслмлстз, полученный эффект Обмнзкз ксссокэ стзбнлнэзторз Р-14 — "Макдонелл-Дуглас" Р-15 Обшнвкн кнля, руля нзнрзэленнн н стзбнлкмторс.

Сннженнс массы сэмолстэ 25% Накладке кссолм пснтрллжпэ самолета (рн* 1.9). Сннженнс мессы самолете 25 %. "Локхид"' Секвнн лрслкрылков. Умслызслнс 'мслз нетелей в !О рзъ Слнженнс массы сэмолстэ нз 21 % Г-! 1! Стзбнлнэзтор. Сннжснне массы сэмолетз нз 25 %. ")!жммрэл )2зйнэзжкс" Створки ннкм мсссн. Сзнжевне мессы сзмолстэ вз 29 % Рнс. 1.9. Схема уярочнення кессонэ пснтроллзнз самолете С-130Е нзклзлэамн нэ ПКМ с боролластнковым зрмнружпмм матерналом: ! - отсек тонлнекый — кессон; 2 — узлы крепления внлонов двнтэтслей, "3 — рзэьем тсхнолознчсскнй; 4 - узел крсллсннн рельсов ээкрылков; 5 — нзклэлкэ верхняя; 6 нзклэдкв онжннн; 7 — дстэлн нэ ПКМ внлз всего 0,3 % ьззссь! самолета. Масса мэаслиз! нэ 11КМ с зрмпру)оппзы бороплзстиковыы материалом в самолете ЛУ-ВВ достиглз 26% массы самолета.

В табл. 1.5 приведены чзстм самолетов, изготовленные из ПКМ с бороплзстиковым зрмнруннпнм материалом. Производство агрегатов нт ВКМ с бороплзстиковым зрмируюпгпм мзтсризлом требует болыпнх капиталовложении. Разработана ыонпфи- кацнл борного волокна — волокло борснк с»»окрьлием нэ кзрбнш» крсмпнп, папссепныл» длп повышения рабочсл температуры. Бор»юе волокно нспользустся также в 11КМ с злюь»н»»исв»»!» осло.

вой, объемное содсржаинс борного волокна в этнх ИКМ 46...50%. Бороаакжшпневмй НКЫ применяется лля нэготовлсння трубчатых стоек срслпсй юстц фюэеляжз тра»юпортного космпчсского корабля "Спейс шаттл'". Такой материал прнмсняетсн для изготовления панелей обшивки пилона на хвостовой частн фюэсляжа самолета ЮС-10, по обеспечнваст длительную работу при температуре до !77 'С.

Бороалюминнсвыс ПКМ прнменены для нзготовлення лопаток ве»пнлнтора двигателя реактивного самолета Г-104. Этот материал обе«печнваст погло»ценна энергии удара посторонпнмн прсдметамп. Фирма "Рокуэлл" разработала бороалюмннневый ПКМ, который применяется в конструкция крыла самолета В-! для снижения его массы. Этот ПКМ нмеет л»еталлнческую основу н армнруюший матернаа нэ борных впаокон с покрьпнем карбидом бора в сочетании с титаном. Это обеспечивает рабочую температуру волокон 540 С беэ снижецнв нх прочности.

Следует отмстнть недосшткн НКМ. Основным нз ннх является коррозня, воэпнкаю»пах прн контакте НКМ с матюк»ическнь»н деталями, например прн контакте углспластпкон с злюма»нсвымн»лиавамн и обычной !» пародистов сталью. К другим недостаткам следует отнести необходимость экра»»провалил радиоэлектронно»о оборудоваинл н юпшты от грозовых элсктроразрлдов нэ-эа ннэкнх элсктрн кской проводнмосп» и те»юонроводпостн 11КМ. Как одно нз срсцств за»циты от грозовых эиектроразрядов фирма Труммэ»»" »»рел;»атас!»»а поверхность нэдс»»п»! путем»кн»нмернэацнн наносить полосы нэ медной ф»щьгн. 11сдостзтком НКМ па углеплвстиковой основе является малан устойчнвость конструкция к ударным нагрузкам, а отоада необходимость разработки технологии ремонта конструкций нз ИКМ в ус»»овнях эксп»»уатацн»».

Специалисты фирмы, вьшускаюшсй вертолеты Снкорскнй 5Н-530, прн создании балок вертолетов применяют волоконную ошнку — волноводы, заполнмернэовзпные в копструкцню балок. Укаэанные волноводы поэволяют получить ннформацн»о о возможных повреждениях, воэннкающнх в процес. сс эксплуатацан. Световые с»»г»»аль», поступающие по волоконныл» волповодам, обрабатываются с поькнпью бортовых микропроцессоров и воспронэводятся либо на шкнлес, либо с помощью речевого синтсэатора. Пру»ой метод обнаружения повреж»»сини основан на принципе акустической эмиссии. Прн этом методе акустические перви щыс преобразователи также путем нолнысрнэацни устанавливаются непосредственно в конструкцию нзде»»ня.

Этн преобразователя изготовляются нз полнвнннлндснфторнцпьж цолнметров, в которых лрн нэменснни давле»юй генсрнруютсл нсбольшнс элсктрнческне эарядь». Система преоб- 20 рззоватепсй позволяет зарегистрировать трсвпииу и опрелелить се местоположеиис либо методом триангуляции, либо по временной разинце между возбуждспимми различпьвх прсобраювмтелсй, Частоту и амплитуду возбуждающих акустических поли сравливавот с типовыми значениями, заложенными в аампти микропроцессоров.

Получеипую ипформацию можно вмвоцмть иа дввсвщсй либо воспроизводить речевылв сиитсзаторолв. Для изучения структуры 11КЛ! обычно попользуются различимо методы. С помощью микроскопоп определяются объемное содержание фаз (основав и армируюпюго материала), диаметр волокон, их иаправлеиис и распределспие, пористость ПКМ (размер и форму пор)„ а также параметры процесса увеличения и возникновении новых дефск. тов при воздействии раьчгичпых факторов (колебаний температур, влажпости. ультрзфиолстовои радиации и др.) . Исследования показывают, что структура 11КМ иеодиородпа: имс.