До питання про створення радіопрозорих керамічних матеріалів на основі системи RO – Al₂O₃ – SiO₂

Abstract

Радіопрозорі матеріали – це переважно неметалеві матеріали, що забезпечують пропускання електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону (105 – 1012 Гц) при мінімальному його відбитті. Поширюючись в об’єми цих матеріалів, електромагнітне випромінювання (ЕМВ) створює змінне електричне поле, енергія якого мінімально перетворюється на теплову енергію. Проблема створення головних обтічників нерозривно пов'язана з синтезом матеріалів, здатних виконувати захисну функцію та забезпечувати надійний радіозв’язок літальних апаратів (ЛА), а також з розробкою технології їх виробництва та проектування оптимальних конструкцій за ваговими і радіотехнічними параметрами. У сучасних ЛА використовуються деталі, створені на базі склопластиків, керамічних матеріалів, ситалів і вуглепластиків. Величезну нішу в певному класі облаштування ЛА займають склопластики, але проблеми, пов'язані з подальшим їх вдосконаленням, повною мірою не вирішені до теперішнього часу. Незважаючи на значний прогрес в індустрії полімерних композиційних матеріалів, принципового поліпшення характеристик обтічників з композиційних матеріалів, у порівнянні з кварцовою керамікою, отримати не вдається. Кварцова кераміка нині обґрунтовано зайняла передове місце серед матеріалів для радіопрозорих обтічників надшвидкісних ЛА. Однак порівняноневисока міцність і низький температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) ускладнюють проектування високонавантажених, відповідальних елементів літальних апаратів з кварцової кераміки. Одним з важливих завдань при створенні обтічників з композиційних і керамічних матеріалів, є розробка ефективної конструкції з'єднання обтічника з корпусом літального апарату. Крихкий характер руйнування, велика чутливість кераміки до концентраторів напруг, низькі властивості міцності на зріз і зминання ускладнюють застосування традиційних способів з'єднань. Істотна різниця значень ТКЛР металів і кераміки вимагає розробки та застосування спеціальних конструктивних рішень, здатних компенсувати різницю розширення з'єднувальних елементів при підвищених температурах експлуатації для запобігання виникненню додаткових напружень. Таким чином, проектування обтічників ЛА є комплексним завданням по розробці матеріалу, технології виготовлення та оптимізації конструкції, що забезпечує виконання вимог складної прикладної задачі.