трещин.
Исследования, интенсивно ведущиеся в лабораториях многих стран мира, направлены сейчас в основном на разрешение проблем, связанных с получением и обработкой монокристаллических нитей, выбором наилучших методов их размещения в матрицах, оптимизацией количества и ориентацией нитей в зависимости от величины и направления действия нагрузок и т. д. Характерно, что во многих случаях эти исследования производятся с помощью моделирования на электронных вычислительных машинах.
В настоящее время имеется немало примеров практического применения новых композиционных материалов в конструкциях авиационных и ракетных двигателей, самолетов и вертолетов. По сообщениям зарубежной печати, в 1967–1968 годах началось освоение промышленного производства деталей самолетов и ракет из бороволокна, графитового волокна и других композиционных материалов. Кроме лопастей роторов вертолетов и лопаток для газотурбинных двигателей из них уже изготавливаются и проходят испытания такие высоконагруженные элементы авиационных конструкций, как самолетные шасси, обшивка и силовой набор крыльев, фюзеляжей и оперения самолетов. Проведенные зарубежными специалистами расчеты показывают, что переход к композиционным материалам позволяет уменьшить вес этих элементов конструкций от 20 до 50 процентов, то есть примерно в полтора-два раза.
Как сообщал журнал «Эркрафт», английская фирма «Роллс-Ройс» уже несколько лет применяет стеклопластик и другие композиционные материалы в конструкциях воздушно-реактивных двигателей. В последнее время фирма осваивает композиционный материал «хай-фил» на основе графитового волокна. Рабочие лопатки вентиляторов и компрессоров реактивных двигателей, выполненных из хайфила, оказываются значительно легче, долговечней и даже дешевле, чем металлические,
Зарубежная печать сообщает о применении монокристаллов и композиционных материалов на новых американских самолетах F-5A, F-111, С-5А, а также в приборостроении, реакторостроении и других областях техники. Композиционные материалы предполагают еще более широко использовать на проектируемых в США самолетах, таких, как F-14, F-15 и «AMSA». Как сообщал недавно журнал «Металл инженирииг куотерли», американские специалисты подсчитали, что применение композиционных материалов позволит уменьшить вес конструкции разрабатываемого сверхзвукового бомбардировщика «AMSA», которому недавно дано обозначение «В-1A», на 25–32 процента.
Однако промышленное производство композиционных материалов на основе монокристаллических нитей все же находится за рубежом еще в стадии становления. Получение многих типов монокристаллов доступно пока только в лабораторных масштабах, а стоимость некоторых из них называют баснословной — до 40 тысяч долларов за килограмм. Правда, зарубежные специалисты считают, что уже в ближайшие годы, по мере внедрения в промышленность, стоимость монокристаллических нитей и композиционных материалов будет быстро снижаться.
Обращают внимание и на то, что одно из существенных преимуществ композиционных материалов составляет возможность изготовления конструкций без механической обработки или с очень незначительной обработкой. Поэтому окончательная стоимость деталей и конструкций из композиционных материалов может оказываться даже меньше, чем из обычных металлов и сплавов.
На проходивших в последние годы крупных международных конференциях и симпозиумах по проблемам композиционных материалов отмечалось быстрое развитие теории, технологии производства и практического применения нитевидных кристаллов и композиционных материалов на их основе. Начал издаваться специальный журнал по проблемам композиционных материалов. Им посвящается также много страниц других изданий.
Предполагают, что в ближайшие 3–5 лет практически будут использоваться армирующие материалы с прочностью на растяжение до 700 кг/мм2, а в последующие 5—10 лет такая прочность может быть получена не только у армирующих, но и у самих композиционных материалов, из которых будут изготавливаться реальные конструкции. Многие специалисты рассматривают композиционные материалы как основу дальнейшего прогресса авиационной, космической и многих других видов техники.
Но, как это было уже не раз, к новому достижению науки тотчас потянулись военные круги империалистических государств. Выше приводились примеры использования композиционных материалов в конструкциях военных самолетов. В США такое применение важного технического новшества считается первоочередным. Это еще раз свидетельствует о том, что империализм стремится использовать достижения человеческого разума, талант ученых и инженеров не на пользу человечеству, не для улучшения жизни на земле, а для осуществления своих агрессивных реакционных целей.
Однако монополии на технический прогресс не существует. Разработка новых композиционных материалов доступна всем высоко развитым в научном и техническом отношении странам. А в каких именно направлениях эти материалы будут применяться и в каких масштабах — покажет время.
ГОРЮЧЕЕ ДЛЯ ВОЙСК: ПРОБЛЕМЫ И ПОИСКИ
Скорости двадцатого века… За какие-нибудь полстолетия человечество прошло путь от первых автомобилей, с трудом одолевавших за час десяток километров, до сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. В этом стремительном покорении пространства и времени, ставшем олицетворением технического прогресса наших дней, химии принадлежит ведущая роль. Она дала главное — энергию топлива. С той поры вместе с развитием конструкций двигателей внутреннего сгорания непрерывно совершенствуются возможности топлива, появляются новые виды горюче-смазочных материалов.
Чем это вызвано? Какие проблемы стоят здесь перед специалистами?
Основным фактором, определяющим ценность горючего, считается количество теплоты, выделяемое при сгорании единицы массы или объема топлива, то есть его теплотворная способность. Из всех широко распространенных видов ископаемого топлива наибольшей теплотворной способностью обладает нефть, точнее, продукты ее переработки: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут и другие. Это оказалось решающим в установлении гегемонии нефти среди остальных видов топлива, которую пока не удалось поколебать другим, в том числе и нехимическим источникам энергии.
Может, однако, возникнуть впечатление, что продукты переработки нефти представляют собой чуть ли не идеальное горючее. Нет, это далеко не так. Углеводородное топливо имеет гораздо больше недостатков, чем хотелось бы конструкторам двигателей современных машин. Назовем некоторые, наиболее характерные из них.
Даже при самой тщательной очистке в топливе остаются посторонние примеси. Наибольшую опасность из них представляет влага. Кроме того, неполное сгорание топлива, наличие в его составе негорючих веществ, так называемой золы, приводят к появлению нагара, загрязнению рабочих частей двигателя.
Пытаясь устранить эти недостатки, специалисты-химики предложили добавлять в топливо небольшие количества особых химических соединений, получивших название присадок. Так, к бензину стали добавлять антинагарные, моющие присадки для предотвращения загрязнения карбюратора углеродистыми отложениями. Появились многофункциональные присадки, улучшающие одновременно несколько эксплуатационных свойств топлива. К ним относится, например, изодецилортофосфат никеля, снижающий износ и ржавление деталей автомобильных двигателей, способствующий лучшему сгоранию бензина и устраняющий обледенение карбюратора. В качестве антиобледенительной присадки к реактивным топливам за рубежом используют монометиловый эфир этиленгликоля с добавкой небольшого количества глицерина. Эта присадка одновременно препятствует росту микроорганизмов в топливных системах самолетов — приходится считаться и с таким явлением.
Но особенно сложным дёлом оказалось устранить органически присущую топливу опасность пожара. Экипаж любой машины в этом смысле «сидит на бочке с порохом». Повреждение топливных баков или магистралей, будь то в бою или при аварии, чревато опасностью воспламенения паров топлива и взрыва. Возникает задача уменьшить летучесть топлива. Как сообщается в печати, зарубежные специалисты разрабатывают для этого способы загущения топлива, превращения его в студенистую эмульсию.
