Композитные материалы геликоптеров армии США

Композитные материалы для геликоптеров армии США

Инженеры исследовательских лабораторий армии США, совместно с учёными Университета штата Мэриленд, разработали новый метод обработки композитного материала. Результат обработки: композит становится более жёстким и приобретает усиленные свойства при воздействии ультрафиолетом. Инновационная методика контроля поведения композитного материала по требованию, обещает массу новых возможностей. Эти возможности касаются напрямую проектирования, эксплуатации и обслуживания геликоптеров и прочей летающей техники.

Мотивации интереса к новой разработке

Важной мотивацией для этой работы является желание спроектировать новые структуры, начиная с наномасштабных проектов. Тогда возможными к реализации становятся предложения современных концепций винтокрылых машин.

Конечно, были на этот счёт предложения в прошлом, но все они оказались неосуществимы по причине ограничений, присутствующих в современных композитах.

Одна из наиболее важных задач, это значительное сокращение нагрузки на обслуживание, которое необходимо, чтобы летать на высоких скоростях.

Примерно так изъяснился доктор Брайан Глаз — главный научный сотрудник управления технологическими процессами исследовательских лабораторий армии США (ARL — Army Research Laboratory).

Другой доктор — Фрэнк Гарде, инженер-исследователь ARL, основное внимание обратил на контроль взаимодействия молекул друг с другом в структуре композита.

Метод достижения взаимодействия молекул

Совместная работа всех участников исследований была опубликована в журнале «Прогрессивное взаимодействие материалов» (Advanced Materials Interfaces).

Публикация отмечает возможности увеличения жёсткости композитов на 93% и усиления их структуры примерно на 35% в результате пятиминутного воздействия ультрафиолетовым излучением.

Метод заключается в подключении ультрафиолетовых реактивных молекул к усиливающим агентам, таким как углеродное волокно. Эти реакционно-способные усиливающие агенты затем внедряют в полимер.

При воздействии ультрафиолетовым излучением на композит происходит химическая реакция, которая активизирует взаимодействие между усиливающими агентами и полимером, что и делает композитный материал более жёстким и сильным.

Исследователи заявили, что используемая в данном случае химия успешно применима к различным комбинациям армирования или полимеризации.

Очевидна полезность этого метода управления структурой композитного материала в широком диапазоне материальных систем.

Исследование показывает, насколько возможен контроль общего материального свойства нанокомпозита посредством молекулярной инженерии на границе между составными компонентами.

Цель вертикальный взлёт и горизонтальный полёт

Этот фактор важен не только для фундаментальной науки, но также важен для оптимизации реакции структурных компонентов. Тем не менее, некоторые особенно привлекательные варианты проектов заморожены.

Все эти проекты соответствуют более низким механическим нагрузкам и вибрациям, но в настоящее время недостижимы по причине ограничений в структурном демпфировании лопастей без шарниров либо в конструкциях крыла.

Однако в будущем структуры, основанные по исследовательской работе, должны помочь привести к появлению новых композитов с контролируемым структурным демпфированием и малым весом.

Такие разработки позволили бы использовать низкооборотистые высокоскоростные концепции винтокрылых машин. Сейчас такие проекты (вертикальный взлёт, горизонтальный полёт) пока что неосуществимы.

Исследовательские лаборатории армии США и партнеры продолжат инвестировать в новые технологии композитов. Инвестиции позволят обеспечить более надежными, более производительными скоростными аппаратами. Они являются ключевыми для продвижения армейских платформ следующего поколения.

Уже сейчас американцами разрабатываются уникальные углеродные наноматериалы и химические технологии, предназначенные для реконфигурируемых композитных материалов, применимых в конструкциях новых геликоптеров.


На основе материалов: ARL


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *