Материалы в космической технике

Традиционно для металлических конструкций в космической технике принимают следуюш ие коэффициенты запаса (отношение предела прочности к допускаемому напряжению) для космических кораблей без экипажа 1,25, для ракет 1,40, для кораблей с экипажем 1,50. Понятие допустимого напряжения для конструкций из композиционных материалов в космической технике пока не стандартизировано. [c.99]

МАТЕРИАЛЫ В КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ [c.142]

Сочетание прочности, легкости, термостабильности и коррозионной стойкости делает титановые сплавы превосходным конструкционным материалом, особенно когда конструкции работают в широком температурном диапазоне. В сверхзвуковой авиации, где вследствие аэродинамического нагрева температура оболочек достигает 500 —600°С, титановые сплавы используют для изготовления обшивок и силовых элементов. Благодаря малой плотности и хладостойкости иг широко применяют в космической технике. Из них изготовляют детали, подверженные высоким инерционным нагрузкам, в частности скоростные роторы, напряжения в которых прямо пропорциональны плотности материала. Температуростойкие титановые сплавы применяют для изготовления лопаток последних ступеней аксиальных компрессоров и паровых турбин. Высокая коррозионная стойкость при умеренных температурах обусловливает применение титановых сплавов в химической и пищевой промышленности. [c.188]

Максимальные нагрузки на несущую конструкцию космического корабля Аполлон длятся около 15 мин, тогда как гражданский или военный самолет должен прослужить порядка 25 000 — 60 000 ч, поэтому, казалось бы, использование композиционных материалов в космических аппаратах сопряжено с меньшим риском. Но, с другой стороны, возрастающие требования к надежности и меньшие коэффициенты запаса, фигурирующие в космической технике, повышают значение статической прочности. Далее, разрушение обитаемого космического корабля связано потенциально с большей вероятностью гибели экипажа и с большим материальным ущербом, чем гибель самолета. В результате к использованию композиционных материалов при разработке пилотируемого космического корабля подходят со значительно большей осторожностью, чем в авиастроении, [c.96]

Ряд статей сборника в отдельном разделе посвящен свойствам алюминиевых сплавов, которые были и остаются в настоящее время основным конструкционным материалом в космической и ракетной технике, а также в конструкциях наземных резервуаров для хранения и транспортировки сжиженных газов. Большое внимание в докладах этого раздела, как, впрочем, и при рассмотрении свойств других материалов (сталей, никелевых сплавов и др.), уделено новым методам оценки сопротивления разрушению, что особенно ценно с практической точки зрения, поскольку многие материалы склонны к хрупкому разрушению при снижении температуры. [c.9]

Методы испытания на основе механики разрушения использованы для оценки вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости материалов для сосудов под давлением в космической технике, емкостей для жидкого природного газа и материалов для сверхпроводящих электрических машин. Имеется несколько обзоров по вязкости разрушения при низких температурах в работе [49] приведены данные по Ki материалов авиакосмической техники в интервале температур 20—300 К, в обзоре [50] — характеристики высокопрочных сплавов, в работе [51] — свойства криогенных никелевых сталей. Данные по скорости роста трещины усталости при 4 К содержатся в обзоре [52]. Скорость роста трещины различных материалов при охлаждении уменьшается, за исключением сталей при температурах ниже температуры хладноломкости. Свойства [c.24]

Вопросам механики разрушения посвящено много работ. Это работы [65—67], обзоры по применению механики разрушения в самолетостроении [68] и в космической технике [69], справочники, где приведены расчетные коэффициенты интенсивности напряжения [8, 9]. Вязкость разрушения описывают в справочниках по свойствам материалов. Один из них [70] специально посвящен вязкости разрушения авиакосмических материалов. Обзоры [71, 72] касаются методов эксперимента, а приложение концепций механики разрушения к анализу процесса разрушения является содержанием работы [73]. [c.29]

Области применения композиционных материалов не ограничены. Они применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопаток компрессора и турбины и т. д.), в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей, в автомобилестроении для облегчения кузовов, рессор, рам, панелей кузовов, бамперов и т. д., в горной промышленности (буровой инструмент, детали комбайнов и т. д.), в гражданском строительстве (пролеты мостов, элементы сборных конструкций высотных сооружений и т. д.) и в других областях народного хозяйства. [c.427]

Многие способы изготовления композиционных материалов связаны с методами, используемыми в космической технике, так как считают, что в этой области впервые были применены рассматриваемые материалы. Кроме того, авторы тома непосредственно связаны с космической техникой. [c.9]

Задачей на ближайшие годы в области аппаратостроения для дальнейшего развития высокотемпературной металлографии является совершенствование выпускаемых установок, снабжение их более совершенными микроскопами. Необходимо также создание новых установок, позволяющих, в частности, проводить исследования механизмов деформации и разрушения материалов при отрицательных температурах. Исследования при температурах —60-i-—50° С представляют большой интерес для получения данных о поведении материалов, используемых в работе в условиях Сибири и на Дальнем Севере снижение температуры образцов до близкой к О " К важно для оценки свойств материалов, применяемых в космической технике. [c.10]

При изучении текущей литературы в связи с целым рядом исследовательских экспериментальных программ стало ясно, что в результате проводимых работ в таких новых областях, как материалы для космической техники, магнитные материалы, сплавы тугоплавких и химически активных металлов и полупровод-. ники, количество публикаций, имеющих отношение к фазовым равновесиям, возрастает в экспоненциальной зависимости. Поэтому 22-летний период, про-V шедший между первым и вторым изданиями справочника по двойным диаграммам состояния, теперь был бы недопустим. Поскольку не предпринимались никакие усилия с целью переработки справочника М. Хансена и К. Андерко, перед лабораториями по исследованию космического пространства ВВС США был поставлен вопрос о поддержке издания настоящего справочника. Эта орга-низация ранее была инициатором и поддерживала написание справочника М. Хан- сеном и К- Андерко. [c.17]

Работоспособность и области применения ППМ определяются наличием взаимосвязанной системы пор. Эта поровая структура обеспечивает такие свойства ППМ, как проницаемость для газов или жидкостей, фильтрующую способность, способность к капиллярному транспорту жидкости и ее удержанию в порах, развитую удельную поверхность и др. ППМ успешно используются в космической технике, в машино- и приборостроении, радиоэлектронной и химической промышленности, атомной энергетике, медицине, сельском хозяйстве и Т.Д. По сравнению с существующими проницаемыми материалами на органической (войлок, бумага, ткань, полимер) и неорганической (керамика, асбест, стекло) основу ППМ характеризуются большой проницаемостью, прочностью, пластичностью, устойчивостью к тепловым ударам. Они коррозионно-стойки и жаропрочны, могут работать при температурах > 1000°С. ППМ просты и экономичны в изготовлении, их можно многократно использовать. [c.199]

Осаждение золотых покрытий путем химического восстановления проводят в функциональных целях. Вследствие высокой химической стойкости и хорошей электропроводности золото является идеальным материалом для электрических контактов. Тонкие пленки золота пропускают видимы лучи света и отражают инфракрасные лучи и радиоволны. поэтому их используют для изготовления отражателей радиоволн, селективных светофильтров, наносят на поверхность различного оборудования для терморегуляции, например, в космической технике. [c.162]

Золото обладает низким сопротивлением против истирания и является достаточно мягким. По данным работы [183], оно является одним из лучших смазочных материалов, применяемых в космической технике. Золото превосходит по свойствам многие обычные материалы, которые в космических условиях быстро испаряются или разрушаются под действием радиации. Важнейшая особенность золота заключается в его высокой отражательной способности (>90% в инфракрасной части спектра). В космической технике его применяют для покрытий. [c.15]

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КОСМИЧЕСКОЙ технике [c.349]

Композиционные материалы применяются в авиации, в космической технике, в горной промышленности, в гражданском строительстве и в других областях народного хозяйства. [c.27]

До недавнего времени в практических задачах инженерной механики эти вопросы на передний край не выдвигались. Это не значит, что анизотропные материалы не находили применения. С ними давно приходится иметь дело. Вспомним хотя бы резинокордную конструкцию автомобильных и авиационных шин, где резиновая оболочка армирована стальными или нейлоновыми нитями, образующими косоугольную сетку. Можно вспомнить и фанерные анизотропные панели, применявшиеся в прошлом для оклейки несущих плоскостей самолетов. Можно привести и другие примеры, где анизотропия фигурирует как важный фактор расчетной схемы. И все же, несмотря на несомненную важность и даже заслуженность подобных прикладных задач, следует признать, что все они узконаправленны и по своей общности существенно уступают тому богатству структурных схем, которое раскрывается перед нами в связи с применением композиционных материалов. Сейчас немыслимо представить авиационную и ракетно-космическую технику без применения композитов. Композиционные материалы уже охватили многие отрасли промышленности, в том числе производство предметов домашнего обихода. Не будет преувеличением сказать, что человечество стоит уже на пороге нового века — века композитов. [c.285]

В последнее время в связи с развитием космической техники и атомной энергетики к материалам, используемым в этих областях, предъявляются требования радиационной стойкости, т. е. способности материалов противостоять длительному воздействию радиоактивных ионизирующих излучений высокой энергии (корпускулярных и волновых). [c.28]

В качестве электроизоляционных и герметизирующих материалов эпоксидные полимеры широко применяются в радиоэлектронике, приборостроении, электротехнике. Как высокопрочные конструкционные материалы они находят применение в ракетной и космической технике, авиации, судостроении, машиностроении. Благодаря хорошей адгезии к стеклу, керамике, древу, пластмассам, металлам эпоксидные полимеры применяются для изготовления высокопрочных клеев. Клеевые швы устойчивы к действию воды, неполярных растворителей, кислот, щелочей и характеризуются высокой механической прочностью. Эпоксидные полимеры применяются также для изготовления лакокрасочных покрытий. На основе эпоксидных полимеров изготовляют компаунды горячего и холодного отверждения. В качестве наполнителей широко применяют минеральные и органические вещества. [c.213]

Книга содержит справочные сведения по использованию композиционных материалов в различных областях техники гражданской и военной авиации, космической и ядерной технике, судостроении, строительстве и др. [c.4]

Книга содержит много полезных сведений о свойствах армированных пластиков и более современных композиционных материалов и дисперсных систем, номенклатуре выпускаемых промышленностью исходных компонентов (армирующих наполнителей, связующих смол), технологическим приемам изготовления деталей и узлов конструкций, объемам их производства и применения, перспективам роста применения композиционных материалов и ожидаемой технико-экономической эффективности от их использования. Несомненный интерес представляет конструкторская и технологическая проработка ряда узлов и деталей, используемых в космических летательных аппаратах (гл. 3), авиационной технике (гл. 2, 4), транспортном машиностроении (гл. I и V), судостроении (гл. 7), промышленном строительстве (гл. 8, 9) и др. [c.6]

Совершенно иные критерии существуют для грузовых автомобилей. Внешний вид здесь не доминирует гораздо более важным является возврат капиталовложений. Скорость возврата зависит от затрат на приобретение автомобиля, его эксплуатационных расходов, долговечности, полезной нагрузки, времени простоя и затрат на ремонт. По совокупности этих факторов пластик, упрочненный стекловолокном, наиболее выгодный материал. Вполне вероятно, что потребители будут отдавать предпочтение упрочненным пластикам, исходя из опыта его эксплуатации в других изделиях. Например, стеклопластик хорошо зарекомендовал себя в катерах и яхтах, рыболовных удилищах. Кроме этого, широкое использование композиционные материалы нашли в авиационно-космической технике. В связи с этим можно ожидать, что по мере установления стандартов на материал, накопления опыта его [c.17]

Сплав А453 обычно применяют при повышенных температурах, так как он имеет превосходные прочность, сопротивление ползучести и окислению в этих условиях. Сплав используют для деталей крепежа, дисков и лопаток турбин, деталей форсажных камер реактивных двигателей. Он был применен в качестве криогенного материала в космической технике. Многие металлы с г. ц. к. решеткой являются прекрасными материалами для использования их при низких температурах, а сплав А453 содержит достаточно никеля для стабилизации аустенита при таких температурах. Поэтому его рассматривают в качестве конструкционного материала для ракет с ядерными силовыми установками, где необходимы исключительно высокие характеристики как при низких, так и при повышенных температурах. Сплав считается перспективным материалом для его применения при температуре 4К. Аустенитные нержавеющие стали серии 300 уже используют в прототипах сверхпроводящего оборудования сплавом А453 предполагают заменять их в [c.321]

Использование других видов армирующих компонентов (например, борных, углеродных или армидных волокон) привело к созданию новой группы АП, характеризуемой как композиты с улучшенными свойствами (КУС). Благодаря их малой массе и высоким механическим свойствам КУС открыли новую область применения, которая первоначально была недоступна для стеклопластиков из-за их относительно низкого модуля упругости. Эти новые материалы уже широко эксплуатируются в самолетостроении, ракетостроении и строительстве космических кораблей, где масса имеет решающее значение [221. Однако внедрение этих материалов для эксплуатации в морских условиях проходит сравнительно медленно, прежде всего из-за дороговизны материалов, но также из-за того, что экономия массы в этом случае не так важна, как в космической технике. И все же ВМС США исследуют применимость КУС для кораблей с хорошими эксплуатационными характеристиками. [c.531]

Алюминиевые сплавы считаются наиболее перспективным матричным материалом для армирования углеродными волокнами. Разработке соответствующих композиций в настоящее время уделяется наибольшее внимание. Использование углеалюмипиевого композиционного материала будет, по-видимому, определяться его стоимостью, которая в течение ближайших десяти лет составит 45—110 долларов/кг. При такой стоимости углеалюминий сможет с успехом применяться в самолето- и ракетостроении, энергомашиностроении, двигателестроении и в космической технике. Из углеалюминия можно изготовлять детали крыла и обшивки самолетов, лоня ероны, опоры и лопасти вертолетных винтов использование углеалюминия в деталях оболочек ракет и для [c.340]

Сплавы, обладающие памятью формы, целесообразно применять в различных областях техники, где другие материалы использовать невозможно. Например, в космической технике для самораскрывающихся антенн, предварительно получивших компактную форму для облегчения доставки на космический корабль при установке саморасклепывающихся заклепок в труднодоступных местах конструкции для самосрабатываю-щих соединительных муфт трубопроводов для дистанционного ремонта обсадных труб нефтяных и газовых скважин в качестве материала изделий, многократно изменяющ 1х свою форму при нагреве и охлаждении (клапаны, рычаги и др.). [c.426]

Тугоплавкие материалы для космической техники, материалы 5 семинара в Планзее. Изд-во Мир , 1966. [c.295]

К четвертой группе относятся сплавы, используемые для работы при температуре ниже 77 К. К этой группе принадлежат материалы, используемые в космической технике, производстве и потреблении водорода, экспериментальной физике. Для работы при таких температурах пригодны лишь высоколегированные коррозионностойкие стали типа 03Х20Н16АГ6, 10Х11Н23ТЗМР (ЭПЗЗ), некоторые бронзы, никелевые, алюминиевые сплавы, легированные Mg, и сплавы титана на основе а-фазы. [c.260]

Современное материаловедение полностью сложилось как наука во второй половине XX века, что было связано с экспоненциальным возрастанием роли материалов в развитии техники и технологии. Создание принципиально новых материалов с заданными свойствами, а на их основе - сложнейших деталей и приборов позволило человечеству достичь за короткое время небывалых успехов в атомной и космической технике, электронике, информационных технологиях и т.д. В настоящее время материаловедение - это раздел научного знания, посвященный свойствам веществ и их направленному изменению с целью получения материалов с заранее заданными рабочими характеристиками, опирающийся на фундаментальную базу всех разделов физики, химии, механики и смежных дисциплин и включающий теоретические основы современных Наукоемких технологий получения, обработки и применения материалов. Основу материаловедения составляет знание о процессах, протекающих в материалах под воздействием различных факторов, об их влиянии на комплекс свойств материала, о способах контроля и/или управления ими. Поэтому материаловедение и технология материалов - взаимос вязанные разделы знания. [c.7]

Несомненно, большое будущее ждет ультразвуковую сварку в ракетной, космической и ядерной технике, где используются материалы со специальными свойствами и необычные сочетания материалов. Развитие сварки конструкций в этих и других областях зависит от успешного создания мощных ультразвуковых сварочных машин. Те сварочные машины средней мощности (порядка 4 кет), которые имеются сейчас, не пригодны для сварки ряда материалов ограниченной толщины, используемых в космической технике [109]. Определенным признанием достоинств и перспективности ультразвуковой сварки является то обстоятельство, что она возглавляет перечень сварочных процессов, пригодных для соединения деталей из дисперсиопно-твердеющих сплавов типа ТД-никель, САП и др., используемых в космических объектах [109]. [c.160]

Весной 1957 года группа ученых и инженеров Лаборатории космической техники и Калифорнийского университета в Л ос-Анжел осе решила, что систематическое описание физических принципов, относяп ихся к исследованию космического пространства, было бы полезно для большого числа инженеров, заинтересованных в скорейшем приобретении знаний по баллистике и проектированию космических снарядов. Так было решено создать исчерпывающий и последовательно изложенный курс под названием Космическая техника , предназначенный для лиц, закончивших высшие учебные заведения. К участию в работе были привлечены ведущие специалисты из числа наиболее известных творческих работников страны. Содержание работы было организовано так, чтобы охватить почти все проблемы космических полетов. В группу 38 лекторов вошли многие руководители исследовательских лабораторий, сотрудники уни верситета и люди, несущие основную ответственность за достижения Соединенных Штатов в освоении космоса. Каждый из них сделал вклад в космическую технику. Для многих лекций были использованы совершенно новые материалы. Реакция на эту серию лекций превзошла все ожидания. Несмотря на высокий математический уровень серии лекций, рассчитанных на окончивших высшие учебные заведения, 4500 слушателей поступили на курсы различных отделений Калифорнийского университета, расположенных по всему штату. Кроме того, по телевидению были организованы лекции в районе Лос-Анжелоса и выпущен фильм, который, будучи распределен между 60 организациями по всем Соединенным Штатам, охватил аудиторию приблизительно в 100 ООО человек. Такой сильный интерес к теме был связан с тем, что за несколько Л1есяцев до появления курса был запущен первый спутник. [c.10]

Наибольшее развитие наука о сопротивлении материалов получила в XX в. как в Советском Союзе, так и за рубежом в связи с развитием авиации, крупнотоннажного флота, атомного энергостроения, ракетной и космической техники. В нашей стране наука о сопротивлении материалов стала бурно развиваться после Октябрьской революции, когда начались рост народного хозяйства, расширение сети высших технических учебных заведений, научно-исследовательских и проектных институтов. Важные исследования в этот период проведены А. Н. Крыловым (автор теории непотопляемости корабля), В. В. Власовым (автор теории расчета тонкостенных стержней), Б. Г. Галеркиным, К. С, Завриевым, Н.М. Беляевым, Б. Н. Жемочкиным, А. А. Уманским, С. Д. Пономаревым, Н. И. Безуховым и другими известными учеными. Из зарубежных исследователей следует отметить английского ученого А. Гриффит- са, автора фундаментальной теории развития трещины, которая имеет чрезвычайно важное значение на современном этапе разви- [c.6]

Борные волокна позволили получить первый истинно композиционный материал для авиационно-космической техники. Преимущества борных волокон состоят не только в том, что они обладают высокими показателями удельных механических свойств, но и в том, что их использование возможно в сочетании как со связующими, ранее разработанными для стеклопластиков, так и с алюминием. Поскольку авиационные конструкции обычно проектируются с учетом требований как по жесткости, так и по прочности, композиционные материалы на основе борных волокон эффективнее использовать в тех агрегатах, в которых малые деформации должны сочетаться с высокой прочностью. Борное волокно пока еще относительно дорогой материал, хотя его стоимость не столь велика, как указывается в некоторых источниках. Пауэрс [16], например, считает, что цена борного волокна до некоторой степени зависит от уровня цен и технологии получения других волокон. Относительно высокий спрос и усовершенствование процессов изготовления могли бы обеспечить снижение цены на борное волокно до 110 доллар/кг. [c.46]

Рис. 5. Влияние геометрии Рис. 6. Соединения композиционных отверстия на поведение мате- материалов, используемые в авиацион-рнала при растяжении ной и космической технике

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...