Plastics_10_2013

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 2 8 ) 2 0 1 3 w w w . p l a s t i c s . r u 26 другим нагрузкам со встроенными наносен- сорами, а также ПКМ третьего поколения с изменяемой геометрией поверхности за счет введения элементов с памятью формы. Как известно, обледенение самолетов — это наиболее опасное явление, затрудняю- щее и усложняющее эксплуатацию летатель- ных аппаратов как в наземных условиях, так и в полете, часто приводящее к трагическим последствиям. При переходе на конструк- ции с применением композитных материа- лов сложность этой проблемы значительно возрастает. Для предотвращения обледенения само- летов, особенно опасного для композитных конструкций, используется сверхгидрофоб- ное нанопокрытие из кремнийорганической смолы с наночастицами кремния размером от 20 нм до 20 мкм максимум. Сложности эксплуатации Высокая стоимость композитов и трудо- емкость ремонта изделий из них пока входят в числоосновныхнедостатков этих перспектив- ныхматериалов. Одинкласс проблемизвестен уже сейчас — это возможные повреждения во время наземного обслуживания. Повреж- дения металлических структур обычно про- являются как вмятины, гофры или трещины, поэтому их легко обнаружить. Повреждения композитной структуры представляют собой разрушенные волокна или межслоевые рас- слоения. Следы от точечных ударов обыч- но заметны всегда, но высокоэнергетичное воздействие с низкой скоростью на площа- ди порядка 1 м 2 и выше (допустим, от удара крупного грузовика) может никак внешне не проявиться, хотя и привести к разрушению внутренней структуры композита. На сегодня самый простой метод диагно- стики композитных элементов — акустиче- ский, при котором инженер постукивает по поверхности и определяет изменение в звуке. Для повышения надежности резуль- татов требуются сложные и дорогостоящие инструментальные методы, причем приборы для применения в условиях линейного об- служивания должны быть портативными. При работе с металлом можно просто приклепать накладку, а вот для восстанов- ления композитов чаще всего требуется вы- сокая температура. Тем не менее инженеры компании Boeing утверждают, что композит- ные конструкции Boeing-787 разработаны с учетом возможности применения тех же ме- тодов ремонта, что и для их алюминиевых аналогов: в них можно сверлить отверстия для болтов и закреплять повреждения соеди- нительными деталями. В качестве дополнительного варианта Boeing разработал комплект для быстрого ремонта элементов из композитов, пред- назначенный для повреждений небольшой площади. В комплект входит относительно тонкий препрег (угольная ткань, пропитан- ная смолой), которыйможно наложить на по- врежденный участок и приклеить в течение часа. Этот комплект обеспечивает времен- ный ремонт, позволяющий самолету летать до следующейформы обслуживания, которая может состояться даже через три года. Другая проблема возникает из-за того, что авиастроительные компании не про- изводят сами, а заказывают производство практически всех композитных элементов для своих самолетов субподрядчикам. По- ставщики композитов могут сами решать, какие использовать материалы, исходя из конкретных требований для данной детали, и держать все это в секрете. Требуется про- ведение громадной работы по сертификации композитных материалов. Иначе в итоге по- лучится, что для ремонта конкретной детали потребуется точно такой же материал, что превратит ремонтный цех в склад уникаль- ных ремкомплектов. Важнейшим, по мнению многих специа- листов, остается также вопрос об изменении характеристик композитных материалов с течением времени. Большой опыт исполь- зования композитных материалов накоплен у военных, однако в последнее время компо- зиты распространяются и в авиации общего назначения. Загвоздка в том, что условия эксплуатации истребителей и спортивных машин радикально отличаются от много- часовых ежедневных полетов, которые вы- полняют коммерческие самолеты. Поэтому вопрос старения композитных материалов, ключевой для перспективных самолетов, в настоящее время подвергается интенсивно- му изучению. Plastics in aircraft construction Artyom Bogdanov Air transport represents an area of focused specialization: it is generally used for long and medium distance passenger transporta- tion but also has a great importance for trans- portation of a range of valuable, perishable or urgent goods. Aircraft construction is one of the most high-performance sectors consum- ing advanced effectivematerials and technol- ogies. Plastic composites allow to reduce the weight of an aircraft by 5% to 30% resulting in cheaper flights and manifold increase in service life of units and assemblies.