Углеволокно

[chabapok]

Идиоты сделали в гараже подводную лодку из углеволокна, назвали "титан", и отправились на ней смотреть затонувший титаник, прихватив с собой на борт несколько миллиардеров. Стоимость тура 250тыс. А там глубина 4км. Результат - ее раздавило. Про то, что у нее был угольный корпус, только сейчас узнал.

История показательна. Углеволокно - распиаренный материал, что приводит к тому, что мамкины инженеры суют его во все области человеческой деятельности, непонимая последствий. Попутно работает психологическая уловка: оно довольно дорогое (порядок цен на алике по запросам "Carbon Fiber Fabric", "Carbon Fiber Wire"), и людям кажется, что раз дорогое - то хорошее для всего.

Углеволокно хорошо работает на разрыв. Но оно хрупкое. Если нить завязать в узел и потянуть концы - она порвется по узлу очень легко, хотя на разрыв прочность как у стали. На сжатие углеволокно не работает. Это значит, что материал впринципе не подходит для изготовления подводных лодок! Разумеется, набрав некоторый слой, можно обеспечить некоторую жесткость - но зачем?

В приложении видео про то, так сжимает вакуумом цистерну. Ей создали следующие условия - внутри около ноля, снаружи нормальное атмосферное давление, приблизительно 1атмосфера. Это примерно соответствует глубине 10метров. Титаник затонул на 4км, это значит, что давление воды там в 400раз выше чем то, которое раздавило цистерну. Цистерна стальная, на сжатие сталь лучше углепластика работает...

https://www.youtube.com/watch?v=lzbUsPBK_L0

Comments

[zyxman]

Насчет углепластика у меня мало пока информации, но в принципе он токопроводящий, см далее.

Была такая тема, для стеклопластика придумали метод прогнозирования разрушений, просто вкладывали в материал ряд световодов и постоянно их проверяли, как проводят лазерный пучок, идея была в том что световод имеет свойства близкие к стекловолокну и когда много волокон навернется, значит изделие уже исчерпало ресурс.

У углепластика вероятно можно мерять сопротивление каких-то отдельных волокон.

Но по факту, вся борьба с усталостными трещинами в авиации сводится к запасу прочности в 5-6 раз, который за время ресурса циклов конструкции постепенно съедается.

Причем у самолетов есть такая беда, кстати, что он категорически обязан НЕ быть наддутым до отрыва на взлете и до касания на посадке, иначе должны списать, тк принципиально его прочностная схема рассчитана только на наддутый полет а наддутый опертый на шасси категорически нельзя (ну при штатной эксплуатации этого не бывает просто).

И еще у пластика проблема, ну вообще-то у аллюминиевых сплавов та же абсолютно, что они хрупкие и могут ломаться в месте креплений, любых, там где болты закручиваются, там где иллюминаторы, там где петли оконные и прочее и прочее.

То есть оно не для моря, однозначно.

Ну да, яхты из углепластика делают, но они одноразовые, после соревнований, сразу отправляются в музей.

[chabapok]

> вся борьба с усталостными трещинами в авиации сводится к запасу прочности

Вы ошибаетесь. Вся борьба в авиации сводится к замене агрегатов после выработки определенного ресурса, или просто по прошествии срока. А так же к тому, что завод-изготовитель может выдать запрет на эксплуатацию самолетов определенного класса, до устранения обнаруженного дефекта.

Делать "прочней в 5-6 раз" - это обычно переутяжелять. В авиации стараются не идти таким путем, по возможности.

В яхтах из углеплатика - предположу, что мачты. Или как минимум - содержат уголь в своем составе. Могу рассказать как для виндсерфига: Сейчас бывают мачты с 30, 50, 75, 100% угля. Но сотые - для большого спорта и для богачей - они легкие и хрупкие, хватает ненадолго, и самые дорогие.

Это все делается потому, что углеволокно имеет высокий модуль упругости. Но этот модуль работает только на растяжение. Корпус яхты делать из угля не практично, может кладут в какие-то отдельные места - тут я не знаю.

А как авиамоделист могу рассказать про авиамодели. В них очень много всего углепластикового, уже в 80ых они пошли такие, что школьник без оборудования не соберет. Нужно вложиться в оснастку, думаю тыщ 10 долларов. Если берем какой-нибудь F-1-A (или почти любое по типу из видео https://www.youtube.com/watch?v=MV7CnDQ41i4 ), то там проще перечислить, что не из угля. Хотя на данном видео еще встречаются древние технологии, в которых еще просматривается бальза. В Харькове в 90ых таких уже небыло. Изготовление элементов из угля и смол горячего отверждения дает то, что конструкция получается жесткой и не "плывет" от солнца, влажности, и даже дождя. Крыло получается жесткое, на крутку - "как доска". Это дает потенциальную возможность идеально отладить самолет, с повторяемостью результатов. Но получается нормально отладить все равно далеко не у всех :)

На счет большой авиации - не знаю. Говорят, уголь еще как утеплитель используется в военных самолетах, изолировать двигатели, чтобы пламя не слизывало. Не знаю, не видел.

Корпус батискафа - это конструкция работающая на сжатие. Какой нахрен углепластик.

[zyxman]

> Делать "прочней в 5-6 раз" - это обычно переутяжелять. В авиации стараются не идти таким путем, по возможности.

Вы определитесь, про какую говорите авиацию. Я сказал про коммерческую серию, а у экспериментальных несколько иные подходы, конечно.

Вот конкретно в коммерческих, у Антонова в конструкцию шасси принципиально закладывались чугуниевые болванки, для аккумулирования температуры при торможении на посадке, потому что это проще сделать, чем этот-же объем тепла сразу в воздух выпустить.

Кстати, та же ерунда у Конкорда, я не помню точно, он часов 6 чтоли тормоза охлаждает после посадки.

[chabapok]

И где тут запас в 6 раз? Тут наоборот - почти без запаса. Уменьши эту болванку хоть на 50% - что-то в колесе расплавится.