Азаматтық авиация мен ғарыштық техниканың жұмыс шарттарына және материалдарына қатаң талаптар қойылады:
- Құрылымның беріктігін нақты қамтамасыз етуі,
- Жанармайдың мөлшері мен көлемі,
- Сенімділік және ұзақ төзімділік,
- Күш қуат жүктемелерінің әсері,
- Жоғарғы және төменгі (-253 ° С дейін) температуралар ауысуы,
- Коррозиялық орталар, электромагниттік, рентген сәулелері және т.б.
Жаңа материалдарды әзірлеу кезінде осындай параметрлерге баса назар аударылып, «авиациялық материалдардың сапасы» ұғымымен біріктірілген қасиеттер, мысалы:
- Салмақ тиімділігі (нақты ауырлық коэффициенті);
- Сенімділігі мен ресурсы,
Авиацияда қолданылатын материалдар ең алдымен шыдамдылық көрсеткіштерімен, аз айналымдылыққа циклдік жарықшақтарға төзімділігі, жарамдылығы және тұрақтылығымен сипатталады. Әуе кемесінде қолданылатын материалдардың сапасы- технологияның бәсекеге қабілеттілігінің маңызды өлшемдерінің бірі болып табылады. Әскери ұшақтар үшін — бұл қажетті өнімділік параметрлері: диапазон, жүктеме, жылдамдық, маневрлік, дәлдік, ауа-райы, өндіріс қауіпсіздігі, сенімділік, өрт қауіпсіздігі, ыңғайлылық, қоршаған ортаға зиян келтірмеу, шығындарды азайту, дамыту, пайдалану және т.б.
Авиациялық индустрияда (ұшу аппараттары мен тікұшақтар): перспективті құрылымдық материалдарды қолдану:
— коммерциялық қызмет мерзімін 20-дан 25-30 мың сағатқа дейін ұзарту мүмкіндігін береді;
— ресурстарды 15-20 сағаттан 40 мың сағатқа дейін ұлғайту мүмкіндігін береді;
— күрделі жөндеу мерзімін 6-8 жылдан 10-12 жасқа дейін ұлғайту мүмкіндігін береді;
— құрылымдардың салмағын 20-25% төмендету мүмкіндігін береді.
Ұшу аппараттарының материалдық келбетіне 120-дан астам құрылымдық және функционалды материалдар қолданылады. Жаңа алюминий қорытпаларын қолдану арқасында полимерлі композитті материалдар, титан қорытпалары, құрылымдық болаттар, металл және материалдар кешені бояу жабыны, желім, герметиктер — өнімнің қызмет ету мерзімін- 1.5-2 есе, ресурстарды- 1,5-2 есе арттырады.
Алюминий тарихта адамға ұшуға мүмкіндік берген мәңгілік металл ретінде енді. Жеңілділігі, беріктігі және икемділігі басқарылатын әуе кемелерін жасау үшін өте жақсы материал екендігін дәлелдеді. Алюминийдің екінші атауы «қанатты металл» деп бекер айтылмаған. Қазіргі уақытта алюминий қазіргі заманғы ұшақтың жалпы массасының 75-80% құрайды.
Содан бері алюминий авиациядағы негізгі құрылымдық материал мәртебесін алды және осы марканы бүгінгі күнге дейін сақтап келеді. Авиациялық қорытпалардың құрамы өзгеруде, ұшақтар жетілдірілуде, бірақ авиациялық конструкторлардың негізгі міндеті өзгеріссіз қалады: максималды қуаттылығы бар, минималды отынды пайдаланып, уақыт өте келе коррозияға ұшырамайтын жеңіл ұшу аппараттарын жасау. Алюминий, бұл инженерлерге барлық қажетті шарттарды орындауға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы әуе кемелерінде алюминий барлық жерде қолданылады: фюзеляждарда, қақпақтарда, қанаттар мен құйрық құрылымдарында, бекіту жүйелерінде, шығатын саңылауларға арналған құрылымдарда, қуат көздері, есіктер мен едендер, ұшқыштар мен жолаушыларға арналған орындықтар, отын қосқыштар, гидравликалық жүйелер, шкаф сөрелері подшипниктерде, қозғалтқыш турбиналарында және тағы басқалар.
Композиттік материалдар, олардың қасиеттеріне байланысты (жоғары нақты беріктігі, кез-келген геометриядан жасалған бұйымдардың құрылымы мен пішінін басқару мүмкіндігі, әр түрлі материалдармен үйлесімділігі) авиациялық құрылыста кеңінен қолданылады.
Әуе кемелері конструкциясының дамуы құрылымның салмағын азайту үшін үнемі күресумен байланысты. Құрылымның салмағын азайтуға материалдарды және электр тізбектерін ұтымды таңдау, ұтымды технологиялық процестерді қолдану, сонымен қатар құрылымға әсер ететін жүктемелерді нақтылау арқылы қол жеткізуге болады.
Қуатты құрылымдық элементтерге арналған материалдарды таңдау кезінде олар оның механикалық және термофизикалық сипаттамаларын, нақты ауырлық, коррозияға төзімділігі, шикізаттың өзіндік құны мен тапшылығы, сондай-ақ материалды заманауи өндірістік процестермен өңдеу мүмкіндігін ескереді.
Сондай-ақ материалды таңдау құрылымдық элементтің мөлшері мен формасына және оның жүктеме жағдайында жұмыс істеу жағдайларына байланысты болады. Бұл шарттар мыналармен сипатталады:- жүктің мөлшері, бағыты мен ұзақтығы; — максималды температура;- жүктеме түрі (тұрақты, өзгермелі, соққы, циклдік);- стресс концентрациясының болуы және т.б.
Дәстүрлі металл конструкциялы материалдармен салыстырғанда композитті материалдардың өзіндік беріктігі мен қаттылығы арматуралық талшықтың қасиеттерімен анықталады. Талшықтардың бірлескен жұмысы матрицамен — байланыстырғышпен қамтамасыз етіледі. Көптеген композиттік материалдардың атауында толтырғыштар мен байланыстырғыштардың түрлері бар: көміртегі талшығы, шыны талшық, органопластика және басқа материалдар. Бірінші сөз толтырғыштардың түрін сипаттайды: көміртегі, әйнек, сондай-ақ басқа да талшықтар мен маталар, ал екінші — байланыстырғыш түрлері: әртүрлі шайырлар немесе арнайы желімдер негізінде жасалған пластмассалар.
Композиттік материалдарды кеңінен қолдану мыналарға ықпал етеді деп күтілуде: — конверттің салмағын 15% дейін төмендету; — отын тиімділігін арттыру;- ресурстарды көбейту; — коррозияға төзімділігі мен металдарға қарағанда композитті материалдардың ұзақ сақталуына байланысты пайдалану шығындарын 10% -ға және техникалық қызмет көрсетуге шығындарды 30% -ға төмендету (аз жобалық тексерулер қажет болғандықтан); — құрылымдағы бөлшектердің санын азайту және сәйкесінше құрастырудың күрделілігі мен құнын төмендету.
Авиация колледжінің студенті Сейілхан Е.
Жетекші: Авиация колледжінің арнайы пәндер оқытушысы Абдиматова Т.Д.
