Летучие вещества
Оксиды азота – наиболее трудно регулируемые
компоненты отработавших газов аэродвигателей –
одновременно являются одним из наиболее
известных разрушителей озонового слоя планеты,
а также мощным «парниковым газом». Композиты
на основе пластика постепенно решают эту
проблему.
На смену таким привычным материалам, как металлы, кирпич, бетон, дерево и стекло, приходят композиты. Эти многокомпонентные материалы состоят обычно из пластичной основы, армированной наполнителями. Свойства новых материалов, полученных в результате сочетания разнородных веществ, по ключевым параметрам отличаются от свойств каждого ингредиента. По мнению игроков рынка, нынешняя революция технического уклада в краткосрочной перспективе отодвинет применение традиционных материалов на второй план, а в долгосрочной - сделает их достоянием истории.
Стремительный рост рынка композитов обеспечивают прежде всего инновационные отрасли, которые применяют эти материалы уже давно. Например, по оценкам «Газпрома», на борьбу с коррозией приходится половина по эксплуатации трубопроводов. Композиты снимают эту проблему.
Использование композитов в авиации является общемировой тенденцией. В самолете Boeing 747, выпущенном в 1969 году, из композитных материалов был сделан лишь 1%, а в самолете Boeing 787 Dreamliner доля деталей из композитов составляет 50%. При производстве одного самолета Airbus А380 используется около 30 тонн полимерных композитов.
В настоящее время аэрокосмическая отрасль использует композиты повсеместно - от гондол воздушных шаров до пассажирских самолетов, истребителей и космических челноков NASA.
САМОЛЕТ МАЛОЙ АВИАЦИИ BEECHCRAFT STARSHIP, который берет на борт 6-8 пассажиров, целиком сделан из композитов. Из композитных материалов делают детали крыла, вертолетные лопасти, пассажирские сиденья, корпуса авиационных приборов.
В КОСМОНАВТИКЕ композиты на металлической матрице применяются с 1960-х годов. Драйвером развития в этой отрасли было стремление создать высокоточные и стабильные структуры космических аппаратов. Первым успешным применением композитов на металлической матрице, армированных сплошным волокном, признаны боро-алюминиевые трубчатые стойки, в качестве рамы и ребер фюзеляжной конструкции космического челнока Space Shuttle Orbiter. Это позволило снизить вес аппарата на 45%. Впоследствии для этих аппаратов компаниями Lockheed Martin Space Systems и Fiber Materials были разработаны графито-магниевые трубы. Включение графитовых волокон в алюминий 6061 дало материал, который успешно применяется при создании космических антенн. Этот материал отличается низким коэффициентом теплового расширения, что важно в среде, где работают космические корабли.
Сейчас разработки в аэрокосмической отрасли идут в нескольких направлениях. Это создание композитов на керамической матрице, которые, по предварительным расчетам NASA, смогут выдерживать температуры до 1650°C. Их предполагается использовать на входах в турбины двигателей летательных аппаратов.
Ученые также пытаются синтезировать волокно паутины, которое считается перспективным материалом для композитной отрасли. Паутина обладает высокой пластичностью, которая обеспечивает растяжимость волокна до 140% от его нормальной длины. Паутина не теряет свои свойства при температурах до минус 40°С. Пластичные композиты на базе этого волокна хотят использовать в таких частях летательных аппаратов как место соединения крыла с фюзеляжем. Рассматривается возможность копировать в расположении волокон рисунок паутины, который мы видим в природе.
