За свою историю ракетно-космическая техника претерпела значительные изменения. В процессе развития данной отрасли было проведено множество экспериментальных исследований с целью определения оптимальных материалов для изготовления ракет и космических аппаратов. Основными требованиями к материалам являются высокая прочность и низкая масса.
В настоящее время в конструкциях ракет и космических аппаратов широко применяются композиционные материалы, состоящие из полимерной матрицы и армирующих волокон, таких как углеродное волокно или кевлар. Эти материалы обладают высокой прочностью, легкостью, устойчивостью к коррозии и возможностью придания сложных геометрических форм. Однако для изготовления большинства критически важных компонентов ракетных систем по-прежнему используются традиционные материалы, такие как алюминий, титан и медь.
Для соединения металлических и композиционных элементов применяются клеи, обеспечивающие равномерное распределение нагрузок и высокую прочность соединений.
В проектируемом космическом аппарате планируется использование как металлических, так и композиционных материалов, соединенных с помощью клеев. Для обеспечения качественного соединения необходимо тщательное выполнение подготовительных операций, включая обработку поверхностей и подбор соответствующих клеевых составов.
На рисунке 3 представлен пример детали, требующей сверления. Для выполнения данной операции используется металлорежущий станок. Для предотвращения повреждения детали необходимо предварительно провести расчет параметров резания, включая силу воздействия инструмента.
Пример расчета параметров резания:
-
Диаметр режущего инструмента: 32 мм
-
Количество режущих зубьев: 2
-
Ширина зоны резания: 32 мм
-
Подача инструмента: 900 мм/мин
-
Частота вращения шпинделя: 4200 об/мин
-
Коэффициент резания: 0,23
-
Удельная сила резания: 830 Н/мм²
На основе указанных данных можно определить расчетную силу резания.
Рисунок 4 демонстрирует распределение сил, возникающих в процессе резания. Основные силы резания действуют по окружности, а также присутствуют горизонтальная, вертикальная и радиальная составляющие.
Рисунок 6 иллюстрирует крепление детали к композиционной панели с использованием клеевого соединения. Такие элементы не могут быть закреплены с помощью резьбовых соединений, что требует применения исключительно клеевых технологий.
При проектировании конструкции необходимо учитывать характеристики клеевого соединения, так как это влияет на выбор режимов обработки деталей и обеспечение их надежной фиксации.
