Свойства некоторых пкм с волокнистыми наполнителями

Материал	Марка, Разновидность	ρ, кг/м3	σв, МПа	Е·10-3, МПа	σуд., км
сплав	АМГ-6 Сталь ЭП-679	2,64 7,85	340 1900	72 200	12,5 24,2
стклопластик	Однонаправленный Перекрестный	2,1 2	1900 1100	65 36	90 55
органопластик	Однонаправленный Перекрестный	1,35 1,35	1550 880	70 430	115 65
углепластик	Однонаправленный Перекрестный	1,5 1,5	1000 500	180 9	67 33
боропластик	Однонаправленный Перекрестный	2,0 2,0	1200 600	270 130	60 30

Обозначения: ρ - плотность; σ_в - прочность при растяжении; Е - модуль упругости; σ_уд ^- удельная прочность.

К сожалению, конструкторы и технологи еще не научились так проектировать изделия из волокнистых композиционных материа­лов, чтобы максимально использовать высокие прочностные свой­ства элементарных волокон.

6.6. Углепластики

Углепластиками называются композиционные материалы, у ко­торых матрицей является отвержденное полимерное связующее, а наполнителем - углеродные волокна в форме нитей, жгутов, лент, тканей. Производятся они по типу стеклопластиков и других арми­рованных полимерных материалов. В ракетной технике применяются в качестве теплозащитных покрытий, изоляционных материалов или несущих (силовых) конструкций. Так, в РДТТ они используются как материал тепловой защиты выходного раструба в сочетании с ме­таллом или силовым пластиком, выходного воротника, а иногда даже вкладыша критического сечения сопла, например, на ускори­телях ракеты-носителя «Шаттл». Применяются углепластики и для других теплонагруженных деталей твердотопливного двигателя.

Как будет показано далее, применение углепластиков стало пер­вой и самой ранней стадией использования углеродных материалов в ракетной технике после графита, который обладает главными не­достатками - хрупкостью и низкими твердостью и эрозионной стой­костью.

Так как при создании теплозащитных материалов стремятся к максимальной реализации их энтальпийных характеристик, в каче­стве связующих применяют фенольные, феноло-формальдегидные и феноло-фурфуроловые смолы, которые дают наибольший выход кокса или, как выражаются специалисты ракетной техники, облада­ют наибольшим коксовым числом (90...95 %).

где К - коксовое число; - масса кокса; - масса пластика.

В США такие углепластики называются углеродно-фенольными.

В последние годы, в связи с ужесточением условий работы го­ловных частей на «пассивном» участке траектории, на ракетах «Трайдент-1», и «Трайдент-2», «МХ» применяется материал TWCP, который представляет собой фенольный углепластик. Такая же тен­денция имеет место и в отечественной ракетной технике.

Углепластики формуются непосредственно на защищаемых ими узлах или изготавливаются по нужной форме, а затем наклеиваются на наружную часть узла, или на внутреннюю - если это раструб. Ког­да силовой оболочкой раструба служит стеклопластик или другой пластик, последний наматывается на готовый углепластик.

В зависимости от назначения изделий применяются различные методы формования:

• прямого прессования в пресс-форме;

• прямого прессования под вакуумированным резиновым меш­ком (вакуумный метод);

• гидроклавное или автоклавное формование (иногда эти мето­ды объединяются под одним общим названием - автоклавные).