Авиационных материалов

В авиационных конструкциях, например запасы надежности, отнесенные к напряжениям, вычисленным со всевозможной полнотой и точностью, с применением специальной методики расчета, проверенной экспериментами, составляют иногда 20-30%. Конечно, эти значения неприемлемы для деталей, рассчитываемых по упрощенной методике, изготовляемых и контролируемых менее тщательно, чем на авиационных заводах, и предназначенных для работы в течение более продолжительного Срока, чем в авиации.

Заклепочные соединения в настоящее время применяются в авиационных конструкциях, в некоторых строительных конструкциях, в приборостроении. .

В отличие от корпусов паровых корпусы газовых турбин для предупреждения коробления от высокой температуры часто выполняют без горизонтального, а иногда и без вертикального разъема. В последнем случае осуществляется осевая сборка и разборка турбины. В авиационных конструкциях широкое распространение получили корпусы газовых турбин, составленные из кольцевых штампованных элементов с приварными фланцами.

1. Проточную часть рекомендуется применять с постоянным наружным диаметром, что позволяет уменьшить число ступеней при одинаковой частоте вращения ротора. Однако если длина последней лопатки окажется /2<30 мм (в авиационных конструкциях /г<15 мм), рекомендуется перейти к dcp = const или даже de = const.

2. Относительный диаметр втулки выбирают с учетом следующих соображений. С уменьшением d уменьшаются диаметральные размеры компрессора и увеличивается длина лопаток. На первой ступени, где лопатки имеют большую длину, это приводит к большим напряжениям и сложной закрутке лопаток. Для первой ступени рекомендуется принимать d1 = 0,5 — 0,6 (в авиационных конструкциях di = 0,35-4-0,45).

В активных паровых турбинах максимальные допускаемые напряжения изгиба равны 35—38 МПа при полном подводе пара и 15—19 МПа — при частичном, в реактивных — до 60 МПа [26]. В лопатках КНД [аи ] = 60 МПа (до 120 МПа в авиационных конструкциях), в лопатках КВД [сти ] = 170 МПа. В лопатках газовых турбин максимальные изгибные напряжения 50—80 МПа (до 150 МПа в авиационных конструкциях) [6, 36].

Для паровых турбин [37] /Сд==1,65, для [газовых турбин, Кя = 1,5 (в авиационных конструкциях /Сд = 1,3-^-1,35 [36]).

15. Вольмир А. С., Павленко В. Ф., Пономарев А. Г. Применение композиционных материалов в авиационных конструкциях. — Механика полимеров, 1972, № 1, с. 105—112.

Многолетними и многочисленными исследованиями параметров кинетической кривой Париса (4.1), описывающей закономерности роста усталостных трещин, показано, что для сплавов на основе AI, Ni, Ti, Fe и Mg, широко используемых в авиационных конструкциях, между этими параметрами имеется устойчивая связь [31-53]

щины, который приводит к формированию скосов от пластической деформации, что оказывает решающее влияние на траекторию усталостной трещины по поверхности образца. Подробный анализ указанных закономерностей на основе принципов синергетики и единого описания кинетики усталостных трещин в металлах был выполнен применительно к алюминиевым сплавам, широко используемым в авиационных конструкциях [86-89]. Основные результаты этих исследований рассмотрены далее.

ных панелей с несущими слоями из композиционного материала и сотовым заполнителем. Крепление к панелям обшивки крыла осуществляется с помощью болтового или клеевого соединения. Такая конструкция позволяет снизить массу и открывает новые возможности в технологии изготовления набора и обшивки крыла. Исключительная важность проблемы экономии массы в аппаратах вертикального взлета и посадки будет несомненно стимулировать быстрый рост объема внедрения композиционных материалов в ферменных, балочных и тонкостенных авиационных конструкциях.

Сплав 01420 является самым легким алюминиевым сплавом, его плотность 2,5 г/см3, что меньше плотности чистого алюминия (2,7 г/см3) и тем более высоколегированного сплава В95 (2,9 г/см3), что для авиационных материалов весьма существенно.

23. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента. Под ред. С. О. Охапкина. М., «Машиностроение», 1970. 565 с.

По мере расширения производства скоростных самолетов и силовых установок для них все более ощутимой становилась потребность в новых авиационных материалах. Необходимые, последовательно расширявшиеся ма-териаловедческие исследования, испытания материалов и выбор рациональной технологии их получения и обработки, проводившиеся вначале отделом испытаний авиационных материалов и конструкций ЦАГИ, с 1932 г. сосредоточились во Всесоюзном научно-исследовательском институте авиационных материалов (ВИАМ), созданном на базе отделов ЦАГИ.

В 1937 г. А. М. Люлька был разработан проект турбореактивного двигателя с осевым компрессором и кольцевой камерой сгорания, на несколько лет опередивший появление аналогичных проектов за рубежом. В 1943—1944 гг. под его же руководством в Центральном институте авиационного моторостроения был построен экспериментальный турбореактивный двигатель С-18 (рис. 104). Тогда же (1940—1945 гг.) в ЦИАМ велась разработка оригинальной конструкции авиационного газотурбинного двигателя с трехступенчатой газовой турбиной, с трехступенчатым центробежным компрессором и с системой испарительного жидкостного охлаждения по схеме, предложенной в 1935 г. проф. В. В. Уваровым. С 1945 г. к проектированию турбореактивных двигателей помимо группы А. М. Люлька были привлечены большие конструкторские коллективыА. А. Микулина,В. Я. Климова и других ОКБ и значительно увеличены объемы необходимых теоретических и экспериментальных исследований. К этому же времени относится начало работ по изысканию жаропрочных материалов для газовых турбин двигателей во Всесоюзном институте авиационных материалов (ВИАМ).

На рис. 1 и 2 представлены графики, иллюстрирующие сравнительные свойства авиационных материалов в координатах удельной прочности (прочность/плотность) и удельной жесткости (жесткость/ плотность).

Часть проведенной работы была финансирована Лабораторией авиационных материалов по контракту F33615-72-C-1514. Автору также хотелось бы выразить свою благодарность проф. И. Дж. Мих-но (мл.) (университет Вашингтона, Сент-Луис, Миссури) за ценные замечания.

Отделение неметаллических материалов Лаборатория авиационных материалов База Военно-воздушных сил Райт-Паттерсон, Огайо

Индикаторы среды предназначены для контроля среды, в которой проводят усталостные испытания, например, всеклиматические испытания авиационных материалов и конструкций, во время которых определяют влияние погоды, в том числе атмосферных осадков^ на усталость материалов. Принцип действия индикатора состоит в том, что на поверхности контролируемого материала располагают торцы световодов, по которым посылают зондирующие световые импульсы с известной характеристикой; преобразованные средой импульсы возвращаются по соседним световодам в анализатор, где с помощью известных оптических методов определяется разновидность среды (дождь, туман, снег, гололед, солнечная радиация) и фиксируется ее качественный и количественный состав.

Справочник подготовлен авторским коллективом ученых и специалистов в области испытательной техники Научно-исследовательского института интроскопии МНПО «Спектр», Научно-исследовательского и конструкторского института испытательных машин, приборов и средств измерения масс (НИКИМП), Специального конструкторского бюро по разработке автоматических средств измерения масс и приборов испытательной техники (ПО «Точприбор»), Центрального ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института строительных конструкций им. В. А. Кучеренко, Института прикладной механн« ки АН СССР, Центрального аэрогидродинамического института им. Н. Е. Жуковского, Всесоюзного научно-исследовательского института авиационных материалов, Государственного научно-исследовательского института машиноведения АН СССР, Московсксго Высшего Технического Училища им. Н. Э. Баумана и других организаций.

5. К у з н е ц о в А. А. и др. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов. М., 1970.

отдела испытаний авиационных материалов и конструкций (ОИАМ ЦАГИ). Исследования, проведенные группой, заложили практическую основу цельнометаллического самолетостроения в СССР — мощную научно-исследовательскую базу, опирающуюся на первоклассные лаборатории: механическую, рентгеновскую, лаборатории для изучения деталей самолетов при помощи поляризационного света, физических свойств древесины и др. Основной объем их работ проводился в стенах МВТУ. Деятельность инженеров отдела испытания авиаматериалов получила заслуженное признание работников промышленности. Свыше 100 больших научно-исследовательских работ (НИР) коллектива ОИАМ было опубликовано в трудах ЦАГИ и других научных изданиях. Так, А. И. Зимин в 1922—1927 гг., работая в МВТУ и в ЦАГИ, опубликовал первые научные работы [1—3].