Перспетивные космческие материалы

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ: ИННОВАЦИИ И ДОСТИЖЕНИЯ

Дунаев Кирилл Андреевич

Учитель физики - Жуматаева Жанар Есиркепкызы

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя школа №3 им. С.П. Королева

E-mail: unnamedacc003@gmail.com

В современном авиастроении важным аспектом является облегчение массы летательных аппаратов. Это можно достичь благодаря применению полимерных материалов, которые обладают наилучшими механическими свойствами и легкостью. В частности, наноуглеродистые материалы, наподобие: графен, наноалмазов, углеродных нанотрубок (УНТ) и фуллеренов. Они становятся перспективными, так как они значительно увеличивают прочность конструкций при малом весе.

Ключевые слова: облегчение массы, применение полимерных материалов, наноуглеродистые материалы, композитные материалы, прочность, устойчивость к температурным показателям, долговечность, надежность, устойчивость к радиационному фону, космическое излучение, инновации, авиастроение, аэрокосмическая отрасль.

ADVANCED AEROSPACE MATERIALS: INNOVATIONS AND ACHIEVEMENTS

Dunaev K.A.
Physics teacher: Zhanar Yesirkepkyzy Zhumatayeva

State budgetary educational institution secondary

school No. 3 named after S.P. Korolev

E-mail: unnamedacc003@gmail.com

In modern aircraft construction, an important aspect is to lighten the weight of aircraft. This can be achieved through the use of polymer materials that have the best mechanical properties and lightness. In particular, nanocarbon materials such as graphene, nanodiamonds, carbon nanotubes (CNTs) and fullerenes. They are becoming popular as they significantly increase the strength of structures with low weight.
Keywords: Weight reduction, application of polymer materials, nanocarbon materials, composite materials, strength, temperature resistance, durability, reliability, radiation resistance, cosmic radiation, innovation, aircraft industry, aerospace industry

Полимерным материалом называется материал, созданный на основе природных (натуральных и химически модифицированных) или сентетических органических высокомолекулярных соединений. Наряду с металлическими с неметаллическими неорганическими материалами являются основной современного материального производства. Полимерные материалы отличаются широкими возможностями выбора и регулировании состава, структуры и свойств, способов условий получения, переработки, обработки и применения. Основные достоинства: низкая цена, высокая производительность, малое количество отходов и невысокая энергоемкость процессов получения, низкая плотность (850-1800 кг/м³), высокая стойкость к агрессивным средам. При использовании полимерных материалов затраты энергии уменьшаются до 40% расход сырья и производство отходов до 70%.

Композиционные материалы (КМ), материалы, представляющие собой объемное сочетание компонентов с четко выраженной границей раздела. Состоят из матрицы (связывающего) и равномерно распределённых в ней упрочнителей и/или армирующих наполнителей.

Для создания необходимых свойств полимеры смешивают с другими веществами. При это в композите может содержаться от долей процентов добавок до 90%.

В нынешнее время растет область применения композитов в ракетно-космической техники (РКТ). В РКТ нашли широкое применение композиты: бораэпоксидные, углепластики, бороалюминиевые, органопластики. По мере развитии технологии, использование композиционных материалов для первичных структур, таких как: топливные баки, трубопроводы, крылья, фюзеляж, увеличилось.

В работах РКТ топливные баки занимают значительную долю в общей массе конструкции, поэтому использование легких композитных материалов, в отличие от традиционных, становится особенно актуальным и важным.

При сверхзвуковом полете который сопровождается высокими температурами, в РКТ применяются композитные материалы, армированные углеродом, В таких композитах связывающим элементом служит эпоксидная матрица (углепластики), а также материалы на основе углеродных матриц, усиленные углеродными волокнами.

Использование композиционных материалов значительно улучшает эксплуатационные характеристики, а также позволяет снизить массу, так и стоимость изделия в ракетно-космической технике.

Углепластик является наиболее подходящим композитным материалом по удельной прочности для изделий ракетно-космической техники. В качестве лейнера можно применять традиционные материалы, учитывая необходимую толщину, которая обеспечит герметичность и формообразование.

На основе вышеизложенного можно заключить, что внедрение композитных материалов в конструкции изделий ракетно-космической техники является крайне важным и актуальным. Современные композиты обеспечивают снижение массы, повышение прочности, жесткости, а также химической и тепловой стойкости конструкций. Это, в свою очередь, позволяет увеличить массу полезного груза, который может выводить ракета-носитель (РН). Композитные материалы также демонстрируют значительные перспективы при создании и развертывании крупногабаритных конструкций в космосе.

Библиографические ссылки:

1.https://issek.hse.ru/trendletter/news/163193005.html?ysclid=m7m1ajechg351597951 – Наноуглеродные материалы.

2. https://bigenc.ru/c/polimernye-materialy-9feba9?ysclid=m7m1z5llrc2781475 – Полимерные материалы.

3. Композиционные материалы. Большая российская энциклопедия – Композиционные материалы.

4.  sbornik_AB9.pdf Сравнительные свойства КМ и металлов, используемых в РКТ.

Скачано с www.znanio.ru