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).

Дата добавления: 2015-07-16