Номер 13, страница 392 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 54. Алюминий - номер 13, страница 392.

Условие.

13. Сплавы на основе алюминия — основной конструкционный материал в авиастроении. Когда и кем в нашей стране был спроектирован и изготовлен первый металлический самолёт? Как вы думаете, будут ли в авиастроении заменены алюминиевые сплавы на композиционные материалы? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение 2.

Когда и кем в нашей стране был спроектирован и изготовлен первый металлический самолёт?

Первый цельнометаллический самолёт в нашей стране был спроектирован и построен под руководством выдающегося авиаконструктора Андрея Николаевича Туполева. Этот самолёт, получивший название АНТ-2, был создан в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) и совершил свой первый полёт 26 мая 1924 года. Основным материалом для его конструкции послужил кольчугалюминий — первый советский дюралюминий, разработанный на Кольчугинском заводе.

Ответ: Первый металлический самолёт (АНТ-2) в нашей стране был спроектирован и изготовлен в 1924 году коллективом под руководством А. Н. Туполева.

Как вы думаете, будут ли в авиастроении заменены алюминиевые сплавы на композиционные материалы? Обоснуйте свой ответ.

Полная замена алюминиевых сплавов на композиционные материалы в авиастроении в обозримом будущем маловероятна. Скорее всего, будет продолжаться тенденция к увеличению доли композитов и созданию гибридных конструкций, где каждый материал используется наиболее эффективно.

Обоснование:

1. Преимущества композиционных материалов. Композиты (например, углепластик) обладают уникальным сочетанием высокой прочности и низкого веса. Это позволяет значительно снизить массу самолёта, что напрямую ведёт к экономии топлива и увеличению дальности полёта. Кроме того, они не подвержены коррозии и усталости металла, что увеличивает ресурс планера и снижает затраты на его обслуживание. Современные лайнеры, такие как Boeing 787 и Airbus A350, более чем на 50% состоят из композитов, что доказывает их эффективность.

2. Преимущества алюминиевых сплавов. Несмотря на достоинства композитов, алюминиевые сплавы сохраняют ряд важных преимуществ. Во-первых, их производство и обработка значительно дешевле. Во-вторых, технологии ремонта металлических конструкций хорошо отработаны и доступны по всему миру, в то время как ремонт композитов — сложный, дорогостоящий процесс, требующий специального оборудования. В-третьих, алюминий лучше проводит электричество, что упрощает задачу защиты самолёта от ударов молнии. Наконец, диагностика повреждений в металле (трещин, вмятин) проще, чем выявление внутренних расслоений в композитном материале.

3. Перспектива. В будущем наиболее вероятен гибридный подход. Композиты будут доминировать в конструкциях, где снижение веса критически важно (крылья, фюзеляж). Алюминиевые и другие металлические сплавы (например, титановые) останутся незаменимыми в элементах, требующих высокой ударопрочности (например, передние кромки крыла), высокой ремонтопригодности, или там, где применение композитов экономически нецелесообразно.

Ответ: Алюминиевые сплавы не будут полностью заменены композиционными материалами. Их доля в конструкции самолётов будет снижаться, но они сохранят свою нишу благодаря более низкой стоимости, высокой ремонтопригодности и электропроводности. Будущее авиастроения — за рациональным сочетанием различных материалов в гибридных конструкциях.