Конструкция типа сэндвича со вспененным наполнителем.

Кроме того, в борьбе растения за существование важную роль играетконструктивная эффективность листьев, которые должны использовать дляфотосинтеза как можно большую площадь своей поверхности при минимальныхметаболических затратах. Лист – весьма важная конструкция типа панели. Чтобыувеличить свою жесткость при изгибе, листья используют большинство из известныхконструкционных решений. Почти все листья имеют развитую систему ребержесткости, в то время как пленки между ними представляют собойячеистую структуру, увеличивающую жесткость; в некоторых случаях они, крометого, и гофрированы. Вдобавок к этому жесткости листа как целого способствуетосмотическое давление в нем сока.

В инженерных конструкциях жесткость панелей и оболочек увеличиваетсяс помощью стрингеров и шпангоутов, которые приклеиваются, приклепываютсяили привариваются к обшивке, хотя это и не всегда самый простой или самыйдешевый путь. Другой путь решения проблемы состоит в изготовлении оболочкииз двух разнесенных слоев, пространство между которыми содержит возможноболее легкий наполнитель. Конструкции такого типа называют “сэндвич”.

Панели типа сэндвича впервые были использованы известным конструктором ЭдвардомБишопом, главным конструктором фирмы Хэвиленд. В 1930 г. он применил их вфюзеляже теперь уже забытого самолета “Комета”. Возможно, более известно использование их в самолете “Москито”,преемнике “Кометы”. В обоих этих самолетах в качестве наполнителяиспользовалась легкая бальсовая древесина, а внешние слои сэндвича делались изпрочной и тяжелой березовой фанеры, которая приклеивалась к наполнителю.

“Москито” был одним из наиболее удачных самолетов, но наполнитель избальсы легко впитывал воду и гнил; кроме того, поставки этой довольно мягкойи хрупкой древесины тропического происхождения были ограничены, а ее качествоне отличалось постоянством. Случилось, однако, так, что изыскание материаловдля наполнителей панелей и оболочек типа сэндвича было стимулировано главнымобразом не этими обстоятельствами, а внедрением самолетных локаторов. Вращающуюся,или сканирующую, антенну локатора нужно было поместить внутри защитногокуполообразного обтекателя. Естественно, что такой обтекатель должен былбыть прозрачен для радиоволн высокой частоты, его следовало делать из какой-либопластмассы, например из стеклопластика. Однако оказалось, что прозрачностьоболочки обтекателя значительно увеличивается – по крайней мере теоретически- благодаря использованию материала типа сэндвича, толщина которого строгоопределяется длиной волны, на которой работает локатор, точно так же, кактолщина поверхностной пленки в современной “просветленной” оптике определяетсядлиной волны видимого света.

Но сырая бальса, как и любая сырая древесина, практически непрозрачнадля радиоволн, поэтому требовалось создать более водостойкие и легкие материалы.Такие материалы были получены путем “вспенивания” искусственных смол. Сэндвичс таким наполнителем выглядит так, как показано на рис. 149. Было полученодовольно много “вспененных” смол различных типов, которые использовалисьне только в качестве наполнителя в трехслойных локаторных обтекателях,но также и во всех других трехслойных конструкциях. Некоторые из них применяютсяеще и сегодня при изготовлении лодок, поскольку стенки их ячеек практическиводонепроницаемы.

Рис. 149. Конструкция типа сэндвича со вспененным наполнителем.

Однако для использования в качестве наполнителя панелей типа сэндвича,работающих в условиях, когда требуется наивысшая эффективность, вспененныесмолы довольно тяжелы и обладают меньшей жесткостью, чем хотелось бы. Такимобразом, с изобретением пеноматериалов голод на легкие наполнители не былликвидирован.

Однажды, где-то в конце 1943 г., мне позвонил в Фарнборо один владелеццирка, некто Джордж Мэй, и попросил о встрече. После нескольких историйв духе Джеральда Даррелла о том, как трудно содержать обезьян в передвижномцирке, он извлек из кармана нечто похожее на помесь книги и гармошки. КогдаМэй потянул за концы своего изобретения, оно раскрылось подобно бумажнойгирлянде, подвешиваемой на рождество. На самом деле это было какое-то подобиебумажных сот, очень легких, но совершенно удивительных по своей прочностии жесткости. Не думаю ли я, что такая штука может быть использована в конструкциисамолета? Препятствие, как честно признался Джордж Мэй, состояло в том,что, поскольку эти соты были сделаны всего лишь из оберточной бумаги иобычного клея, они очень боялись воды и тут же расползались, стоило ихтолько слегка намочить.

Это был тот редкий случай, когда авиационные инженеры испытывали серьезноеискушение расцеловать владельца цирка всем коллективом. Однако, преодолевпервый порыв, мы сказали Мэю, как защитить бумажные соты от воды с помощьюсинтетических смол.

Именно так поступили и мы (рис. 150). Бумагу, из которой изготовлялисьсоты, предварительно пропитывали раствором фенольной смолы. Сделанные изнее и расправленные соты помещались в печь для отверждения смолы. Бумагапосле этого делалась не только водостойкой, но и более прочной и жесткой.Материал получился очень удачный и нашел широкое применение в военной технике.Хотя теперь он почти не используется в самолетостроении, зато около половиныдверей в мире имеют его между слоями фанеры или пластмассы. Особенное распространение