Первое применение стеклопластиков

Первые армированные стеклянными волокнами пластики для авиаконструкций были задуманы и осуществлены в лаборатории конструкций и материалов Райт-патерсоновской военно-воздушной базы (г. Дейтон, шт. Огайо) в 1943 г. После анализа результатов испытаний армированных материалов теоретические расчеты показали, что при проектировании и создании конструкций могут быть использованы высокопрочные композиции на основе полиэфирных смол, армированных стекловолокном, для сложных структур с сердцевиной из легкого материала.

В военном самолетостроении такие материалы хорошо зарекомендовали себя в различных сэндвичевых конструкциях. Задняя часть фюзеляжа двухместного учебного самолета «Вальти В Т-15» была усилена стеклопластиком. Этот узел был переконструирован и изготовлен на той же базе. Первые детали изготовлялись из бальзового дерева, облицованного тонким слоем СВКМ. Обшивка состояла из пяти слоев стеклоткани толщиной 0,76 мм, пропитанной полиэфирным связующим (массовая доля 42 ... 45 %). Выкладка и формование резиновым мешком производились в матрице из листовой стали с использованием целлофана как антиадгезива для отделения панели от формующего резинового мешка.

Испытания стеклопластиков в сэндвичевых конструкциях

Статические испытания первого изготовленного фюзеляжа показали более высокие характеристики, чем те, которые были предсказаны. Используя преимущества в прочности и массовых характеристиках стеклопластов, удалось на 50 % повысить прочностные свойства сэндвичевых конструкций по сравнению со свойствами металлов или дерева. Кроме хороших конструкционных свойств сэндвичевые конструкции со СВКМ показали отсутствие значительных сдвигов слоев СВКМ при больших скручивающих нагрузках. Если сэндвичевая конструкция с облицовкой из алюминия может выдержать 100 % расчетной нагрузки, то визуальные и приборные наблюдения за аналогичной конструкцией из СВКМ показали, что этот материал выдерживает до 180 % расчетной нагрузки. Из-за недостаточно хороших исходных данных для проектирования, которыми обладает дерево, ВВС США всегда считали дерево нежелательным материалом в конструкциях. Было изготовлено с использованием стеклопластиков с сотовым заполнением три различных типа фюзеляжей. Теоретическое значение удельной прочности (отношение прочности к плотности материала) было существенно выше, чем для алюминиевых сплавов или специальных сталей, используемых в конструкциях. К сожалению, конструкционные возможности СВКМ оказываются ограниченными вследствие сравнительно низкого модуля упругости (магниевые сплавы с такой же плотностью имеют Е = 44,2 ГПа).

Читайте также статьи:

Преимущества и недостатки стеклопластиков

Виды стеклотканей