Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»

При изготовлении деталей из К. м. материал и изделие формуются одновременно, при этом изделию сразу придают заданные геометрические размеры. Природа матрицы и тип армирующего наполнителя, конструкция и размеры деталей определяют выбор метода переработки К. м. в изделие, обеспечивающие совмещение волокон и матрицы, ориентацию волокон, уплотнение материала и его отвердевание. Технология изготовления деталей из волокнистых К. м. включает следующие основные операции: подготовка армирующего наполнителя, совмещение наполнителя с матрицей (получение полуфабрикатов — препрегов), сборка и ориентация слоев наполнителя по форме детали, уплотнение и термообработка, механическая обработка.

Подготовка армирующего наполнителя включает операции, направленные на подготовку поверхности волокон к совмещению и последующему взаимодействию с матрицами. Среди них: аппретирование и подшлихтовка — нанесение на поверхность минеральных и металлических волокон кремнийорганических и других соединений, обеспечивающее их гидрофобность и химическое взаимодействие с полимерной матрицей; активирование поверхности — обработка борных, углеродных и металлических волокон в жидких и газообразных окислителях, приводящая к окислению и стравливанию поверхностного слоя.

Совмещение армирующего наполнителя с матрицей производится в зависимости от природы матрицы различными способами: нанесением раствора или расплава при прохождении волокна через жидкое связующее, плазменным напылением, пропиткой под вакуумом или давлением, дублированием с фольгой или плёнкой (матрицей) при прокатке. Для улучшения проникновения матрицы в межволоконное пространство применяют принудительную пропитку, например, с помощью роликов или ультразвука.

Способ сборки и ориентации армирующего наполнителя определяется геометрией деталей и формой армирующего наполнителя или препрега. При использовании тканей, сеток, широких лент применяют ручную выкладку слоев, предварительно раскроенных по шаблонам. Для ориентации армирующего наполнителя в плоских деталях и деталях однозначной кривизны используют специальные выкладочные машины-автоматы с программным управлением. Для деталей, имеющих форму тел вращения или близкую к ним, широко применяется метод намотки, которая производится на многокоординатных станках с программным управлением. Ориентация волокон в профилях различных сечений осуществляется методом протяжки.

Уплотнение материала, обеспечивающее его монолитность и заданное соотношение компонентов, осуществляется при его нагревании в специальной оснастке на гидравлических прессах, автоклавах, гидроклавах, литьевых машинах при давлении от 0,09 до 50 МПа. Для достижения температуры, необходимой для размягчения и сварки металлических К. м. или отверждения полимерных К. м., наряду с традиционными методами применяются нагрев токами высокой частоты, инфракрасный нагрев и нагрев пропусканием электрического тока через токопроводящие волокна К. м.

Механическая обработка К. м. производится алмазным и твердосплавным режущим инструментом при больших скоростях резания и малых подачах. При этом учитывают их особенности: низкую сдвиговую прочность, высокую твёрдость и абразивное действие ряда волокон (борных, стеклянных), низкую теплопроводность К. м. с органическими волокнами. Собирают конструкции из К. м. обычными методами (сваркой, пайкой, клёпкой). При сборке конструкций из полимерных К. м. наряду с клёпкой и установкой болтов широко применяется склеивание. Контроль качества конструкций, изготовленных из К. м., производится неразрушающими методами, позволяющими обнаружить такие дефекты, как искривления, разориентация и повреждение волокон (рентгеновский метод), расслоение, непроклеи, раковины (импедансный, ультразвуковой), трещины (люминесцентный).

К. м. широко используют в авиационно-космической промышленности. Их применяют при изготовлении самолётов и вертолётов, искусственных спутников Земли, ракет-носителей и др. Эффективное направление применения К. м. — использование их в обшивках и обечайках монолитных и трёхслойных конструкций, ёмкостях высокого давления, стержнях и балках. Удельная прочность таких конструкций в 1,5—2 раза выше, чем у аналогов из алюминиевых сплавов. Широкое применение в планёре летательного аппарата деталей и агрегатов из К. м. — одно из основных направлений повышения весовой эффективности новой авиационной техники. Использование К. м. в конструкциях средненагруженных деталей (поверхности управления, створки люков, антенные обтекатели, полы, перегородки салонов) , а также в конструкциях агрегатов (например, стабилизатора, крыла, отсеков фюзеляжа) позволяет не только снизить (на 10—15% и более, см. рис.) массу деталей и агрегатов, но и повысить надёжность их работы. Стекло-, угле- и органопластики находят применение в конструкциях воздушных винтов, несущих и рулевых винтов вертолётов, лопаток компрессоров газотурбинных двигателей. Высокая радиационная стойкость углепластиков и низкий коэффициент линейного термического расширения делают весьма эффективным их применение в космической технике (панели солнечных батарей, корпуса антенн и т. п.).

Лит.: Структура и свойства композиционных материалов, М., 1979; Композиционные материалы. Справочник, под общ. ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского, М., 1990.

Г. М. Гуняев, Е. В. Моисеев, Б. В. Перов, Г. Б. Строганов, Я. Я. Фридляндер, В. М. Чубаров.

Внутренняя К. должна обеспечивать максимальную плотность оборудования с целью создания фюзеляжа минимально возможных размеров; необходимые удобства для членов экипажа; размещение агрегатов и оборудования, предусматривающее свободный подход к ним (для повышения эксплуатационной технологичности), а также обеспечивающее минимальную длину электрических, гидравлических и других коммуникаций (для уменьшения массы); устройство салонов и вспомогательных помещений с максимально возможным комфортом для пассажиров.

А. К. Константинов.

компрессор газотурбинного двигателя — узел газотурбинного двигателя, служащий для повышения давления воздуха. Масса К. составляет от 25 (турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой) до 40% (турбореактивного двигателя) массы газотурбинного двигателя. Степень повышения давления в К.({{π}}_к^*) по мере совершенствования газотурбинного двигателя возрастает: в первых турбореактивных двигателях {{π}}_к^* была равна 4—5, в турбореактивных двухконтурных двигателях и турбовинтовых двигателях 80 х гг. она достигает 30—40.

Для реализации термодинамического цикла с постоянным давлением в камере сгорания в авиационном газотурбинном двигателе используются только лопаточные К. (см. Лопаточные машины). Повышение давления в К. происходит в результате преобразования механической энергии, подводимой к валу К. от турбины, в потенциальную энергию воздуха. Во всех типах лопаточных К. передача механической энергии привода воздуху в соответствии с Эйлера формулой реализуется в роторе путём воздействия на поток аэродинамических сил, возникающих при обтекании лопаток рабочих колёс; при этом увеличивается и кинетическая и потенциальная энергия воздуха. В неподвижных элементах К. — направляющих аппаратах компрессора или диффузорах — часть кинетической энергии преобразуется в потенциальную.

При высоких {{π_к^*}} К. обычно делится на несколько последовательных, механически не связанных каскадов (групп ступеней), каждый из которых приводится отдельной турбиной; используются одно-, двух- и трёхкаскадные К. Первая (по потоку) группа ступеней называется К. низкого давления (КНД), К. газогенератора — К. высокого давления; средний каскад К. трехкаскадного двигателя — К. среднего давления. КНД двухконтурного турбореактивного двигателя состоит из вентилятора и (в некоторых случаях) подпорных ступеней, устанавливаемых во внутреннем контуре. В авиационном газотурбинном двигателе КНД составляется из осевых ступеней. ОК позволяет получить производительность до 200 кг/с с 1 м² лобовой площади на входе в первое рабочее колесо. Политропический коэффициент полезного действия может превышать 90% (см. Коэффициент полезного действия компрессора, турбины).

Число ступеней ОК авиационного газотурбинного двигателя достигает 17; с конца 70 х гг., несмотря на рост {{π}}_к^* число ступеней в ОК вновь создаваемых двигателей уменьшается — средняя удельная работа на ступень увеличивается с 20—25 до 40—60 кДж*с/кг, главным образом за счёт увеличения окружной скорости до 500 м/с и более.

В каждом каскаде ОК (рис. 1) рабочие колёса жёстко связаны друг с другом сваркой, болтовыми соединениями, торцовыми шлицами или стяжным болтом. Наиболее распространённая конструкция ротора барабанно-дисковая. Лопатки рабочих колёс крепятся в ободе диска с помощью замков преимущественно типа «ласточкин хвост» или набираются в кольцевой паз на ободе диска. Лопатки направляющих аппаратов крепятся в кольце, устанавливаемом в наружном корпусе К., и либо выполняются консольными, либо объединяются по внутреннему диаметру кольцом, на котором укреплена уплотнительная обечайка, покрытая истираемым материалом, или сотовая. На соответствующем участке поверхности ротора выполняются в этом случае несколько кольцевых гребешков, образующих лабиринтное уплотнение, предотвращающее перетекание воздуха из области за направляющим аппаратом на вход в него.

Центробежный К. (рис. 2) состоит из входного направляющего аппарата, рабочего колеса (РК), безлопаточного и лопаточного диффузора и радиально-осевого канала со спрямляющим аппаратом. В авиационных конструкциях используются преимущественно полуоткрытые РК, представляющие собой диск с выполненными за одно с ним лопатками. В РК поток отклоняется в тангенциальном и радиальном направлениях. На выходном участке лопатки выполняются либо радиальными, либо загнутыми назад («реактивное» колесо). Только в ЦК первых турбореактивных двигателей использовались «активные» колёса с лопатками, загнутыми на выходном участке в направлении вращения. Наиболее высокий коэффициент полезного действия и благоприятную форму характеристики имеют ЦК с реактивными колёсами, ЦК бывают двухступенчатыми или их комбинируют с осевыми ступенями. Степень повышения давления в ЦК зависит в основном от окружной скорости u₂ на внешнем диаметре РК и отношения D₂/D₁ и достигает в первых ступенях 6—8, во второй и последней ступенях ОЦК — 3—4. Политропический коэффициент полезного действия 83—86% и существенно зависит от степени повышения давления и размеров К.

Конструкция ДК аналогична конструкции ЦК. Степень повышения давления в ДК также определяется значением u₂, отношением D₂/D₁ и углом выхода потока из рабочего колеса и достигает {{π}}_к^* = 3—5 при политропическом коэффициенте полезного действия 85—87%; на коэффициент полезного действия значительно влияют диаметр компрессора и зазор между лопатками РК и корпусом, зависящий от жёсткости конструкции и тепловых деформаций.

Рис. 1. Осевой компрессор двухконтурного ТРД: 1 — вентилятор; 2 — подпорные ступени; 3 — ротор компрессора высокого давления; 4 — компрессор высокого давления; 5 — направляющий аппарат с поворотными лопатками; 6 — звукопоглощающая облицовка.

Рис. 2. Схема центробежного компрессора: 1 — входной направляющий аппарат; 2 — рабочее колесо; 3 — безлопаточный диффузор. 4 — лопаточный диффузор; 5 — радиально-осевой диффузор; 6 — спрямляющий аппарат.

комсомольское-на-амуре авиационное производственное объединение — берёт начало от завода №126, решение о строительстве которого было принято в 1932 (заложен в 1934 и вступил в строй в 1936). Велось производство разведчика Р-6 (АНТ-7), а затем бомбардировщика ДБ-3. В годы Великой Отечественной войны завод изготовил свыше 2700 самолётов ДБ-3Ф (Ил-4). В первые послевоенные годы строил самолёты Ли-2, а с 1950 перешёл на производство реактивных самолётов. Выпускались МиГ-15бис, МиГ-17, МиГ-17ф, Су-7, Су-7Б, Су-27 и др. Предприятие награждено орденами Ленина (1942), Октябрьской Революции (1971). В 1989 на основе завода, носящего имя Ю. А. Гагарина, образовано производственное объединение.

«Комта» — один из первых советских опытных самолётов. Создан в 1920—1922 под руководством Комиссии по тяжёлой авиации (председатель Н. Е. Жуковский, В. Л. Александров, А. Н. Туполев, А. М. Черёмухин, Б. Н. Юрьев и др.). Триплан с двумя поршневыми двигателями «ФИАТ» мощностью по 177 кВт; кабина на 10 мест, взлётная масса 3550 кг. Скорость полёта до 130 км/ч, потолок 600 м. Самолёт получился не очень удачным и был передан в школу стрельбы и бомбометания. См. рис. в таблице X.

конвективный перенос (от латинского convectio — принесение, доставка) — процесс переноса какой-либо физической величины (массы, импульса, энергии и т. д.) в газообразной, жидкой или сыпучей среде вследствие перемещения макроскопических частей вещества среды. В аэродинамике имеет место так как вынужденный К. п., обусловленный внешними механическими факторами (например, перепад давления в канале). Из уравнений механики сплошных сред следует, что интенсивность К. п. пропорциональна мгновенному значению вектора скорости течения в данной точке пространства. Следствием К. п. являются, например, турбулентное трение и турбулентный тепловой поток.

В теории конвективного тепломассообмена К. п. рассматривается совместно с переносом физических величин, обусловленных взаимодействием хаотически движущихся молекул, то есть теплопроводностью, вязкостью и т. п. (см. Переноса явления).

Табл. — Самолёты фирмы «Конвэр»

Истребитель-перехватчик F-106 «Дельта дарт».

К осесимметричным К. т., начинающимся от однородного потока, относятся также внутренние течение в сопле сжатия — канале с двумя цилиндрическими участками разного диаметра и переходной зоной определенной формы, в которой течение сжатия замыкается коническим скачком уплотнения (Буземан, 1942), и течение расширения около сужающейся по определенному закону хвостовой части тела вращения с донным срезом (А. А. Никольский, 1949).

В классе К. т. получены точные решения задач обтекания пирамидальных тел с поперечным сечением в виде звезды или правильного вогнутого многоугольника, которые обладают меньшим волновым сопротивлением, чем круговой конус с той же площадью донного сечения.

Течение около плоского треугольного крыла также относится к классу конических, если скачок уплотнения присоединён к вершине крыла. Если он присоединен также к передним кромкам (крыло со сверхзвуковым передними кромками), то течения на наветренной и подветренной сторонах не взаимодействуют и могут рассчитываться отдельно, в противном случае (крыло с дозвуковыми передними кромками) их нужно рассчитывать совместно (см. Крыла теория).

Наряду с решением ряда задач о К. т. в точной нелинейной постановке широко применяются приближенные методы их изучения. Например, задачи обтекания тонкого тела или треугольного крыла под малым углом атаки решаются в линейной постановке, что вместе со свойством конечности позволяет эффективно использовать методы теории функций комплексного переменного. С помощью нелинейного метода тонкого ударного слоя для гиперзвукового К. т. (см. Гиперзвуковое течение) получены приближенные законы подобия и аналитического решения задач обтекания конуса и треугольного крыла под углом атаки, используемые для оценки аэродинамических характеристик.

Лит.: Франкль Ф. И., Карпович Е. А., Газодинамика тонких тел, М.—Л., 1948; Сборник теоретических работ по аэродинамике, М., 1957; Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В., Теоретическая гидромеханика, 4 изд., ч. 2, М., 1963; Булах Б. М., Нелинейные конические течения газа М., 1970; Башкин В. А., Треугольные крылья в гиперзвуковом потоке, М., 1984.

В. Н. Голубкин.

«Конкорд» (французское concorde — мир, согласие) — англо-французский сверхзвуковой пассажирский самолёт (см. в статье «Аэроспасьяль»).

«Консолидейтед» (Consolidated Aircraft Corp.) — авиастроительная фирма США. См. в статье «Конвэр»,

консоль (французское console) крыла — часть крыла от его конца до фюзеляжа (см. рис.). Для летательного аппарата типа «летающее крыло» и некоторых других границы К. можно указать лишь условно. У многих самолётов К. — отъёмная часть крыла. В связи с условиями транспортировки или базирования у некоторых летательных аппаратов консоли или их части делаются откидывающимися для уменьшения габаритов летательного аппарата.

Консоль крыла.

А. К. Константинов.

Основная задача К. — при заданных нагрузках, действующих на элемент летательного аппарата, и внешних геологических обводах найти параметры и получить техническую документацию конструкции, имеющей минимальную массу и удовлетворяющей требованиям работоспособности, прочности, долговечности и технологичности в производстве и эксплуатации. При К. широко используется вычислительная техника (см. Автоматизация конструирования).

В. И. Бирюк.

Рис. 1. Конструктивно-силовые схемы крыльев пассажирского самолета: а — с нервюрами, расположенными перпендикулярно оси жесткости: б — с нервюрами, расположенными по воздушному потоку.

Рис. 2. Конструктивно-силовые схемы крыльев истребителя с различным расположением лонжеронов.

В СССР К. д. на авиационную технику развивалась совместно с совершенствованием организации инженерного труда в стране в целом. В 1925 были разработаны первые 14 стандартов, устанавливающих основные правила выполнения чертежей, обязательные для всех отраслей промышленности. К концу 40 х гг. эти стандарты были усовершенствованы, дополнены и составили сборник «Чертежи в машиностроении», состоявший из 22 стандартов. Опыт применения сборника показал, что стандартизация только правил оформления графических документов недостаточна. В 1950 была издана «Система чертёжного хозяйства» — комплекс стандартов, устанавливающих единые правила выполнения чертежей, документов, терминологию, правила учёта, хранения и внесения в К. д. изменений. В 1965—1967 была проведена разработка комплекса стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), завершившаяся его внедрением (начиная с 1971). Комплекс состоял более чем из ста документов следующих категорий: основные положения; правила выполнения чертежей; правила выполнения текстовых документов; правила выполнения схем и условные обозначения; правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации; правила обозначения и внесения изменений в конструкторские документы; правила учёта и хранения К. д.