Юный техник, 2010 № 09 - Журнал «Юный техник»

Суть проблемы начальник сектора «Интеллектуальные полимерные композиционные материалы» Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов Дмитрий Васильевич Сиваков пояснил так:

— В наши дни на смену металлу в авиации все чаще приходят полимерные композиты. Они и прочнее и легче алюминиевых сплавов, а по ряду характеристик превосходят даже титан. Что такое композит? Это переплетение, если хотите, сетка из углеродных и оптико-волоконных нитей, залитая синтетической смолой. И если периодически пропускать по волоконным нитям лазерные импульсы, то можно получать информацию о температуре материала, механических нагрузках на него и прочие характеристики.

А такая информация позволяет прогнозировать поведение той или иной детали и своевременно принимать меры, чтобы она не разрушилась. В итоге у технологов при создании, например, пассажирского авиалайнера Ту-204 появилась возможность примерно на треть уменьшить вес крыльев авиалайнера при сохранении прочности. И это только начало…

На этой модели отрабатывают алгоритмы автоматического управления железнодорожными составами.

Контроль за перегрузкой конструкции ракеты или вертолетного ротора тоже можно осуществлять с помощью материалов с «нервами». И на земле подобным материалам найдется сфера применения. Например, «нервная система» моста включает в себя элементы, чутко реагирующие на превышение механических нагрузок; это могут быть датчики из сплава с «памятью», сюда же могут быть добавлены и сенсоры коррозии.

Робот нового поколения сможет держать в своих механических руках даже яйцо. Такую чувствительность ему обеспечивает искусственная многослойная «кожа», в которую помещены пьезоэлектрические датчики.

А вот вам еще одно применение «умных» материалов.

Между динамиком и микрофоном, который улавливает звуки, стоит стенка из пьезоэлектрической керамики. Микрочип управляет стенкой так, что пьезоэлектрика действует против звуковых колебаний. Около микрофона стоит чувствительный элемент, задающий звуки разной частоты, с тем чтобы они могли прорваться через пьезоэлектрический барьер. Но все ухищрения этого элемента напрасны: в комнате стоит полная тишина, пока стенка закрывает микрофон. Такая же пьезоэлектрика, встроенная в обшивку фюзеляжа самолета или в детали, отделяющие двигатели от салона с пассажирами, не добавляя лишних килограммов, может обеспечить тишину там, где размещаются люди.