* Включая марки «Торнел 300», «Торнел 400», «Куртолдз Hts», «Модмор II». ** Включая марки «Торнел 50», «Куртолдз Hms», «Модмор I».

Ватерлинией, которое разрабатывается для ВМС США. Конструк­ции всех этих судов имеют обычное ограничение по массе. Фирма «Грумман аэроспэйс», например, при исследовании возможностей судов на подводных крыльях водоизмещением 88 ... 2205 т делает вывод, что снижение массы благодаря использованию КУС может дать значительное увеличение полезной нагрузки (по топливу и вооружению). Несмотря на то, что первоначальная стоимость судна возрастает, это компенсируется низкими расходами на эксплуатацию или ростом полезной нагрузки. КУС могут быть охарактеризованы как СП, армированные волокнами с более высоким модулем упругости, чем у стекловолокна; эти волокна могут быть использованы в отдельности или в смеси со стекло­волокном (для снижения стоимости), а также в другой комбина­ции для повышения прочностных показателей.

В табл. 27.5 приведены граничные величины показателей таких волокнистых материалов. Как можно видеть, большое число различных углеволокон обладают широким интервалом знат чений модуля упругости. Арамид, известный также под торговой 632
маркой «Кевлар 49», пред­ставляет собой полиамид­ное волокно фирмы «Дю­пон». Его используют в настоящее время в про­мышленных масштабах для конструирования ма­лых судов. Борное во­локно нашло применение в большом числе аэроко­смических конструкций [22]. Приведенные цены на эти материалы можно полагать более приемле­мыми, чем действующие, так как на них сущест­венно сказываются коли­чественные показатели и доступность материалов. Предполагается, что цена на углеродное волокно будет в дальнейшем существенно сни­жена путем улучшения технологии его получения и увеличе - лия объемов его производства. В табл. 27.6 приведены некоторые типичные свойства двухосно-ориентированных СП. Их получали большей частью на основе эпоксидных препрегов либо методом вакуумного формования с эластичной диафрагмой, либо под да­влением в автоклаве. Следовательно, материал получают с ши­роким интервалом значений прочности, жесткости и плотности. Л. Грезчук [20—23] изучал применение КУС, особенно для строительства патрульных судов на подводных крыльях длиной 30,5 м модели РСН-1. Автор сделал вывод, что применение таких материалов для корпусов и палуб кораблей на подводных крыльях снижает массу на 16 ... 51 %, в то время как применение компо­зитов для изготовления стоек и подводных крыльев (рис. 27.2) дает потенциальную экономию в массе ~60 % в сравнении с ана­логичными стальными деталями.

Рнс. 27.2. Детали катера иа подводных крыльях:

/ — подводное крыло со стойкой; 3 — стойка; 3 —

Панели; 4 — балка

На основе проведенного исследования ВМС США приняли ре­шение продолжить разработку этих конструкций на базе угле - волокнистых композитов. Фирма «Макдоннел Дуглас астроно - тикс» изготовила балку из композита для испытаний в Центре исследований и развития военно-морских судов Дейвида Тэйлора. Такие балки представляют собой типичный конструкционный элемент подводного крыла. Они будут испытаны в качестве кон­сольных балок в контакте с морской водой в условиях цикли­ческого нагружения, подобных тем, которые существуют при эксплуатации.; Результаты будут сравнены с результатами ана­логичных испытаний для балок, изготовленных из высокопроч­ной стали и титана.

Фирма «Боинг» также разрабатывает небольшой контрольный клапан из углеродного волокна, который, как ожидают, будет испытан в условиях эксплуатации на описанном выше судне. Разработана программа Центра исследований и развития совместно с исследовательской лабораторией ВМС США, имеющая своей целью определение характера поведения различных углепласти - ковых композитов в жестких условиях эксплуатации, возникаю­щих при использовании в военно-морском флоте, таких как дли­тельная выдержка в морской воде, долговременные статические, циклические усталостные и ударные нагрузки, а также локальное нарушение условий эксплуатации, воздействие огня.

По последним данным [561, углепластики, по-видимому, превосходят стеклопластики по стойкости к циклическим нагруз­кам. Стойкость к ударным нагрузкам [24] требует внимательного рассмотрения. Необходимо еще изучить способы смягчения их кратковременного воздействия на структуру углепластиков. Влияние крупномасштабных судовых пожаров на сохранение структурной целостности алюминиевых конструкций уже при­влекло пристальное внимание, которое следует перенести на при­менение новых конструкционных материалов. Нет необходимости говорить о том, что результаты исследований поведения этих материалов в ближайшие годы определят будущее использова­ния таких материалов в строительстве военно-морских судов.