CC BY
53
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070
температуре, отличной стойкостью к трещинам, высокой твердостью и уникальными трибологическими свойствами. Нитрид кремния в авиационно-космической промышленности в результате превосходной механической надежности и износостойкости позволяет компонентам использоваться при минимальной смазке без износа. Например, запальники реактивного двигателя, подшипники, втулки и другие, быстро изнашивающиеся компоненты. [3,4]
Преимущества керамических покрытий:
• Коррозионная стойкость
• Легкая очистка
• УФ блокировку для предотвращения окисления краски
• Уменьшение затрат на обслуживание
• Уменьшается сопротивление и увеличивается эффективность использования топлива . [1] Список использованной литературы:
1. Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Гаямов А.М. Современное состояние и основные тенденции развития высокотемпературных теплозащитных покрытий для рабочих лопаток турбин авиационных ГТД //Авиационная промышленность. 2008. №4. С. 33-37.
2. Чубаров Д.А., Матвеев П.В. Новые керамические материалы для теплозащитных покрытий рабочих лопаток ГТД //Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 43-46.
3. Levi C.G. Emerging materials and processes for thermal barrier systems //Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2004. №8. P. 77-91.
4. Clarke D.R., Phillpot S.R. Thermal barrier coating materials //Materialstoday. 2005. V. 8. №6. P. 22-29.
5. . Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Гаямов А.М., Смирнов А.А. Получение керамических теплозащитных покрытий для рабочих лопаток турбин авиационных ГТД магнетронным методом //Авиационные материалы и технологии. 2012. №4. С. 3-8.
© Курбанаева А.Р., Туркова А.А., 2017 г.
УДК 621.775.8
Н. М. Орешкин
студент, УГАТУ, г. Уфа, РФ nikita-oreshkin0793@rambler.ru
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
В статье обсуждены основные современные тенденции развития технологий создания композиционных материалов.
Ключевые слова
Композиционные материалы, технология, современные тенденции.
В течение многих лет конструкторы летательных аппаратов могли предлагать теоретические конструкции самолетов, которые не могли реализованы быть, потому что материалов, необходимых для производства, не существовало. Например, большие космические аппараты, такие как космический Шаттл,
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
оказались бы чрезвычайно сложными в производстве, если не невозможными, без термостойких керамических плит для защиты их во время входа в плотные слои атмосферы. И создание высокоскоростных самолетов с обратной стреловидностью крыльев, таких как экспериментальный X-29 Груммана или российский Сухой Су-27 Беркут, было бы невозможным без разработки композиционных материалов, которые помогают поддерживать форму их крыльев неизменной во время полёта.
Композиты являются наиболее важными из адаптированных для авиации материалов, с момента использования алюминия в 1920-х годах. Композиты - это материалы, которые представляют собой комбинации двух или более органических или неорганических компонентов. Один из них служит «матрицей» - это материал, связывающий компоненты воедино, в то время как другой представляет собой армирующие волокна, встроенные в матрицу. До недавнего времени наиболее распространенными матричными материалами были «термореактивные» материалы, такие как эпоксид, бисмалеимид или полиимид. Армирующими материалами могут быть стекловолокно, борные волокно, углеродное волокно или др.
Стекловолокно является наиболее распространенным композиционным материалом и состоит из стеклянных волокон, встроенных в полимерную матрицу. Стекловолокно впервые получило широкое применение в 1950-х годах для лодок и автомобилей, и сегодня на большинстве автомобилей имеются стеклопластиковые бамперы, покрывающие стальную раму. Стекловолокно было впервые использовано в пассажирском самолете Боинг 707 в 1950-х годах, где оно составляло около двух процентов от конструкции. К 1960-м годам стали доступны другие композиционные материалы, в частности борное волокно и графит, встроенные в эпоксидные смолы. ВВС и ВМФ США начали исследования в области использования этих материалов для органов управления самолетами, таких как элероны и рули. Первое крупное военное производство борного волокна было для горизонтальных стабилизаторов на перехватчике ВМФ F-14 Tomcat. К 1981 году Британский аэрокосмический Harrier Дугласа МакДоннела AV-8B взлетел с более чем 25 процентами своей конструкции из композиционных материалов.
Создание композитных структур гораздо сложнее, чем производство большинства металлоконструкций [1-3]. Чтобы создать композитную структуру, композитный материал, в виде ленты или ткани, выкладывается и помещается в форму. Далее, под действием тепла и давления, материал полимерной матрицы плавится, а когда заканчивается тепловое воздействие, он затвердевает. Композиционным материалам можно придать различную форму. В некоторых случаях волокна выкладываются плотно, чтобы увеличить прочность. Одна из наиболее полезных особенностей композитов заключается в том, что они могут быть слоистыми, причем волокна на каждом слое могут работать в разных направлениях [3.4]. Это позволяет материаловедам проектировать структуры, которые ведут себя определенным образом. Например, они могут проектировать структуру, которая будет изгибаться в одном направлении, но не изгибаться в другом. Конструкторы экспериментального X-29 Груммана использовали эту особенность композиционных материалов для создания обратной стреловидности крыльев, которые не сгибались на кончиках так, как согнулись бы во время полета металлические крылья такой же формы.
Наибольшая ценность композиционных материалов заключается в том, что они могут быть как легкими, так и тяжелыми. Чем тяжелее самолет, тем больше топлива он сжигает, поэтому снижение веса важно для авиации. Несмотря на все плюсы, композиты не были чудодейственным решением для авиационных конструкций. Композиты трудно проверить на наличие дефектов. Некоторые из них поглощают влагу. Самое главное, они могут быть дорогими, прежде всего потому, что они трудоемки и часто для изготовления требуются сложные и дорогие машины. Алюминий же, напротив, прост в изготовлении и ремонте. Любой, кто хоть раз попадал в ДТП, знает, что помятому металлу можно придать первоначальную форму, но придется полностью менять треснувший стекловолоконный бампер. То же самое можно сказать и о многих композиционных материалах, используемых в авиации [1, 4. 5].
В современных авиалайнерах используют значительное количество композитов для достижения меньшего веса. Например, около 10 процентов структурного веса Боинга 777 - композиционные материалы.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
В современных военных самолетах, таких как F-22, используются композиты не менее, чем для трети их структур, а некоторые эксперты предсказывают, что в будущих военных самолетах композиционные материалы будут составлять более двух третей от всей конструкции. Но на данный момент военные самолеты используют значительно больший процент композиционных материалов, чем коммерческие пассажирские самолеты, в основном из-за различных способов поддержания коммерческих и военных самолетов.
Aлюминий является очень прочным материалом и может выдержать большие нагрузки, прежде чем сломается. Его можно помять или проколоть, и он всё ещё будет сохранять конструкцию целостной. Композиты не такие. Если они повреждены, они требуют немедленного ремонта, что сложно и дорого. Самолет, полностью изготовленный из алюминия, может быть отремонтирован практически в любом месте. Такого нельзя сказать о композиционных материалах, в частности, т.к. в них используются разные и более экзотические материалы. Из-за этого композиты, вероятно, всегда будут использоваться больше на военных самолетах, чем на коммерческих, которые требуют меньше обслуживания.
Термопласты являются относительно новым материалом, который заменяет реактопласты, как материал матрицы для композитов. Они являются многообещающими для применения в авиации. Главное преимущество заключается в том, что их легко производить. Они также более прочные и жесткие, чем реактопласты, особенно для легких ударов, например, когда гаечный ключ случайно упал на крыло. Гаечный ключ может легко сломать термореактивный материал, но отскочит от термопластичного композиционного материала.
В дополнение к композитам разрабатываются другие передовые материалы для авиации. В течение 1980-х годов многие авиаконструкторы проявили энтузиазм в отношении керамики, которая казалась особенно перспективной для легких реактивных двигателей, поскольку они могли переносить более жаркие температуры, чем обычные металлы. Но их хрупкость и трудность в изготовлении были серьезными недостатками.
Aлюминий по-прежнему остается чрезвычайно полезным материалом для авиационных конструкций, и металлурги разрабатывали более эффективные алюминиевые сплавы (смесь алюминия и других материалов). В частности, алюминий-литий является наиболее успешным из этих сплавов. Он примерно на десять процентов легче обычного алюминия. Начиная с 1990-х годов, он использовался для большого внешнего резервуара космического челнока, чтобы уменьшить вес и позволить челноку перевозить большую полезную нагрузку. Однако его принятие коммерческими авиастроителями замедляется, из-за расходования лития и большей трудности использования алюминия-лития (в частности, он требует большой осторожности во время сварки). Но вполне вероятно, что алюминий-литий в конечном итоге станет широко используемым сплавом как для коммерческих, так и для военных самолетов.
Список использованной литературы:
1. Каблов Е.Н., Солнцев С.С., Гращенков Д.В. Properties of carbonglassceramic composites // Сборник докладов на конференции CIMTEC-2002 (Италия).
2. Producing multilayer composites based on metal-carbon by vacuum ion-plasma method Shekhtman S.R., Sukhova N.A. Journal of Physics: Conference Series. 2016. Т. 729. № 1. С. 012010.
3 Synthesis of multilayer vacuum ion-plasma coatings ti-tin during the surface modification Shekhtman S.R., Sukhova N.A. Materials Science Forum. 2016. Т. 870. С. 113-117.
4. Assessment of quality of innovative technologies. Ismagilova L.A., Sukhova N.A. International Journal for Quality Research. 2016. Т. 10. № 4. С. 707-718
5. Солнцев С.С., Гращенков Д.В. Стеклокерамические композиционные материалы и перспективы их применения в авиационной и космической технике // Сборник тезисов докладов 6-го Международного научно-технического симпозиума «Aвиационные технологии XXI века: новые рубежи авиационной науки». 2001.
© Орешкин Н.М., 2017г.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
УДК 004.8
Попов А.В.
Студент 2 курса магистратуры факультета информационных систем и технологий Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Захарова О.И.
К.т.н, доцент кафедры «Информационных систем и технологий» Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
г.Самара, Российская Федерация
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ШИФРОВАНИЯ ДАННЫХ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ КОДОМ
Аннотация
В продолжение своей магистрской работы мною затронуты тема развития методики шифрования данных дополнительным кодом, а так же разрешения сопутствующих процессу проблем. В частности, были рассмотрены представления типов данных при обработке информации, специфика реализаций в ряде ОС, была произведена оценка эффективности кода ряда популярных ЯП.
Ключевые слова Шифрование, хранение данных, сжатие данных
Данная статья является продолжением работы по разработке алгоритма унификации представления хранимой информации перед записью на носитель или передачей по каналу связи. Ознакомиться с идеей можно с помощью ссылок в конце статьи.
Изначально языком для реализации был выбран c# (для ОС семейства Windows NT фреймворк.^^ для Linux-based ОС фреймворк mono). Дальнейшим развитием разработки была выбрана реализация на языке с++, компиляция под ОС Windows и Linux-based и выпуск в продакшн отдельного модуля компрессии/декомпрессии данных. Программа на стадии первичной разработки представляла собой консольное приложение. Такое решение обеспечивало простоту компиляции без использования графических фреймворков, достаточно легкую переносимость между тестируемыми Осями и в целом способствовало весьма продуктивному течению работы над проектом.
В качестве кодирующей структуры был выбран switch-case, пример кода представлен на рис. 1. Данный подход решал задачу «в лоб». На каждый символ был назначен шифрующий ключ, преобразование так же производилось отдельно для каждого символа. Не трудно догадаться, что для кодирования латинского алфавита требуется 26 свитчей, а для кодирования с учетом строчных и прописных символов — в два раза больше. И это влекло бы за собой бесполезное разбухание кода, делающего его абсолютно нечитаемым и непригодным для рефакторинга. Помимо неудачного выбора конструкции для кодирования возникли проблемы с приведением типов и операциями над ними. Так для кодирования слова необходимо было парсить строку на наличие спецсимволов, разбивать строку на отдельные слова по логичному разделению пробелом (проблема разделителя в тексте до сих пор остается открытой), затем передавать каждое слово в массив-хранилище кодируемого текста, далее брать из этого массива каждое слово и кодировать его посимвольно. Не правда ли, много шагов для такой тривиальной задачи? Во время шлифовки алгоритма речи об оптимизации кода еще не шло. От кода требовалась работоспособность «любой ценой», в дальнейшем необходимо было бы искать оптимальные пути решения.
Компиляция под целевые платформы также доставила немало проблем. Дело в том, что поддержка фреймворков на ряде ОС различна. Если основанные на ядре Linux операционные системы поддерживают большинство версий фреймворка mono, то с ОС семейства Windows дела обстоят несколько иначе. Так, скомпилированный модуль для winXP может не запуститься на win7, с тем же успехом можно скомпилировать программу и под более новую версию ОС, тогда на старых версиях она не будет функционировать. Как итог: на целевую ОС требуется компилировать с детальным учетом спецификации
