Что тяжелее дерево или алюминий

Конструкции легких самолетов: дерево, алюминий, сталь, композиты и свойства каждого.

Однонаправленные материалы в основном состоят из тонких, относительно гибких, длинных волокон, которые очень прочны на растяжение (например: нить, веревка, многожильный стальной трос и т. д.)
Для конструкции самолета также характерна симметричность. Это означает, что нагрузки вверх и вниз почти равны друг другу (или, по крайней мере, соизмеримы). Нагрузка на хвостовое оперение может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от того, поднимает ли пилот или опускает нос самолета, потянув или нажав ручку управления самолетом; руль направления может отклоняться вправо и влево (боковые нагрузки на фюзеляж). Порывы воздушного потока на крыло могут быть положительными или отрицательными, вызывая повышающие или понижающие нагрузки, которые испытывают пассажиры, когда их толкают в сиденье или они висят на ремнях.
Из-за этих факторов, разработчик должен использовать конструкционный материал, который может выдерживать как растяжение, так и сжатие. Однонаправленные волокна могут иметь превосходные параметры по растяжению, но из-за их малого поперечного сечения они имеют очень небольшую сопротивляемость сжатию. В качестве иллюстрации: вы не можете загрузить нить, веревку или цепь на сжатие.
Чтобы сделать тонкие волокна прочными на сжатие, их нужно «склеить» какой-то основой (матрицей). Таким образом, мы можем воспользоваться преимуществами их прочности на растяжение и избавляемся от их низкой прочности при сжатии, так как они становятся более устойчивыми к сжатию, помогая друг другу не сгибаться. Основа или матрица обычно представляет собой смолу, удерживающую волокна вместе и позволяющую им выдерживать требуемые нагрузки сжатия. Это очень хороший конструкционный материал.

Некоторые из наших авиационных конструкций двумерные (длина и ширина большие по толщине). Для таких структур часто используется фанера. Несколько тонких листов шпона склеены между собой так, что волокна разных слоев пересекаются под разными углами: обычно под 90 градусов, также можно 30 и 45). Фанера весьма эффективно работает на сдвиг, если конструктор правильно ее использует.

Чтобы завершить эту дискуссию о древесине, давайте прямо заявим, что наша нынешняя цивилизация использует так много бумаги, что мы истощаем планету от деревьев, не пересаживая их правильно. Сегодня хорошую древесину для строительства самолетов очень трудно найти. Вместо того, чтобы использовать одну хорошую доску для лонжерона, мы должны использовать ламинирование, потому что большие куски дерева практически недоступны, и мы больше не можем доверять качеству древесины. Мы должны использовать много слоистых материалов, чтобы получить необходимую прочность без слишком большого перетяжеления. С точки зрения доступности нам просто нужна замена того, что природа снабжала нас до сих пор.

Стали
Таким образом, следующим материалом для конструкции самолета будет сталь, которая имеет такую же удельную прочность, как дерево или алюминия.
Мы в основном используем хром-молибденовый сплав под названием 4130.
Распространенным полуфабрикатами являются трубы и листовой материал. Сталь из-за большого удельного веса не используется в качестве обшивки, так как алюминиевые листы или фанера. Если из прочностных соображений, там, где нам понадобится фанера толщиной 0,1 дюйма (2,5 мм), нам потребуется алюминиевый лист 0,032 дюйма (0,8 мм), стальной же лист в этой ситуации должен иметь толщину 0,01 дюйма (0,25 мм), который слишком тонок. Вот почему стальной фюзеляж использует трубы в качестве элементов ферменной конструкции для передачи сжатия или растяжения, и вся конструкция затем покрывается легкой тканью, чтобы придать ей необходимую аэродинамическую форму или желаемый вид. Следует отметить, что этот метод включает в себя два метода: обработка стали и покрытие ткани.
Преимущество стальной конструкции состоит в том, что ее можно легко сваривать. Это особенно относится к Северной Америке, где сварщик не должен быть аттестован, как некоторых других странах. Исторически эта разница в нормативных документах связана с «духом пионеров» и объясняет, почему сварные стальные фюзеляжи так распространены здесь и практически нигде больше.
Мы будем обсуждать трубы и сварные стальные конструкции более подробно позже, а теперь перейдем к «искусственной древесине» или композитным конструкциям.

Подведем итоги
• Природа предоставляет сырье, прекрасно подходящее для авиационных конструкций. К сожалению, мы эксплуатируем природу, и сегодня трудно найти запасы древесины и фанеры необходимых размеров и качества.
• Алюминиевые сплавы в экструдированной и ламинированной форме являются привлекательной альтернативой, особенно потому, что их легко поставлять с гарантированными свойствами.
• Стальные трубы по-прежнему очень популярны в Северной Америке, поскольку сварка, кажется, не создает никаких проблем, как это опасается в других частях мира. Трубчатая структура покрыта тканью.
• Композиты можно рассматривать как «искусственное дерево» со структурной точки зрения. Как и все искусственное, оно может быть лучше, чем натуральный продукт, но производитель должен учитывать в процессе производства мудрость, присущую природе, и / или качество, обеспечиваемое другими производителями сырья (алюминий, сталь). Это в дополнение к опасностям для нашего собственного здоровья (и здоровья нашей семьи при строительстве в гараже).

Оригинал статьи на английском языке.
Специальное спасибо переводчику Google, ведь с каждым днем он становится комфортым.

Ну и немного о себя
Так получилось, что период моего обучения на авиационного инженера пришелся на середину и конец восьмидесятых. Это было пиком развития отечественной авиационной промышленности. Дерево, великолепный конструкционный материал, особенно для легких самолетов, использовался исключительно при изготовлении макетов. Наиболее распространенными были алюминиевые сплавы: Д-16Т, В95, АК4-1 и тому подобные: легко обрабатываемые и со стабильными характеристиками. Сталь 30ХГСА применялась в высоконагруженных конструкциях и сварных узлах. Ее отличием и недостатком одновременно, по сравнению с хромолибденовой американской сталю, является обязательная необходимость термообработки (закалки или нормализации), а процесс этот не очень простой технологически. Крис Хайнц обходит стороной титан. У нас же денег никто тогда не считал, вот почему титановые рессоры на легких самолетах были нормой. О композитах хочу сказать отдельно. Тогда, в 80-х было четкое мнение, которое спустя сорок лет прочно сидит в сознании многих не только обывателей, но и инженеров: металлические конструкции (кроме титана и нержавеющей стали, естественно) – неэффективные и устаревшие, а вот композитные – уникальные, высокоэффективные, современные и, позволю себе сказать, модные. Такое мнение поддерживалось везде, на всех уровнях.
Пару лет назад, готовя публикацию о самолете Cessna 400, я обнаружил следующее. Прежде чем прекратить выпуск данной модели самолета в 2018 году из-за низких продаж, собирали его, как и положено в США, а вот производство композитных агрегатов было перенесено в Мексику из-за проблем с экологией и общей вредностью композитного производства.
Если посмотреть с точки зрения материалов на самолеты, которые выпускает компания Zenith Aircraft, то заметны следующие принципы. Основной конструкционный материал – алюминиевые сплавы, сталь в ферменных конструктивных элементах и сложных узлах. Композиты – в несиловых конструкциях сложной формы: капоты и обтекатели шасси. При чем такой здравомыслящий подход заметен в конструкциях многих современных легких самолетов: не это ли «инженерная мудрость»?

Источник

Что тяжелее дерево или алюминий

Не много среди подводных охотников тех, кто профессионально может оценить преимущества и недостатки разных типов снаряжения. Чаще бывает как в пословице: «Каждый кулик свое болото хвалит». Начнет человек охотиться с пневматом, так он у него и есть самый лучший, такая же тема у арбалетчиков. Иначе у профессиональных подводных охотников и спортсменов, решение о выборе той или иной оружейной системы определяют обстоятельства, эффективность и цена. Михаил Кузнецов за свою карьеру спортсмена, члена Сборной России и просто очень опытного охотника успел в бою перепробовать многое из того, что радует глаз на полках магазинов подводного снаряжения. Причем теперь он может сравнивать ассортимент не только в России, но и в США, куда перебрался жить пару лет назад — Майами, океан, большая рыба… Понимаем! Итак, мы поставили Михаилу следующую задачу: сравнить разные варианты арбалетов и посоветовать читателям МПО, как сделать свой выбор с точки зрения разумности и необходимости. Ясное дело, что для понтов можно накупить сразу гору дорогущих «деревяшек» и «карбона», с которыми красоваться по камышам да речкам-переплюйкам. А если отбросить страсть к красивым игрушкам, то поступать надо так, как советует многократный победитель и призер чемпионатов и Кубков России Михаил Кузнецов.

Можно до бесконечности спорить, что лучше для подводной охоты — пневматика или арбалет. И так же бесконечно можно спорить о материалах, применяемых в его производстве. Все дело в том, что материалы, из которых изготавливаются ружья, имеют разные физические свойства и работают по-разному.

Охотничьи арбалеты можно условно разбить на три категории материалов, которые разнятся не только по цене, но и по физическим свойствам. Самыми простыми и наиболее продаваемыми считаются арбалеты, баррель (ствол) которых выполнена из алюминия. Баррель может иметь направляющую, призванную стабилизировать полет гарпуна. Для тех, кто не знает, под действием тяг, особенно мощных, во время вылета из ружья гарпун изгибается, как змея. И чем длиннее гарпун, тем важнее его стабилизировать!

Почему тик, а не другие сорта дерева? Тик имеет маслянистую структуру, легко обрабатывается, а в воде более стабилен, чем другие породы деревьев. Хотя иногда в производстве ружей используют другие породы деревьев, например махагони. Но это скорее от недостатка тика или для удешевления продукта.

Позвольте мне подытожить все вышесказанное.

Арбалет с алюминиевым стволом хорош в коротком исполнении, до 90 см. Отлично подходит для спортивной охоты в скальнике и в прибое с ограниченной видимостью. Заслуживает внимания средняя ценовая категория и выше среднего. Не требует специального ухода, неприхотлив и надежен. Прекрасный выбор для начинающего подводного охотника.

Карбоновый арбалет хорош для длин от 90 см. Прекрасно подойдет для стрельбы легкими гарпунами по некрупной рыбе с дистанции, где точность намного важнее дальности. Карбоновые баррели требуют бережного отношения к себе, но не требуют обслуживания. Отличный выбор для продвинутого охотника.

Тиковый арбалет подходит для любой океанской охоты, включая трофейную, но это другая история. Отлично зарекомендовал себя в использовании с несколькими парами тяжей и тяжелых гарпунов. Требует ухода и бережного отношения. Я раз в месяц протираю баррель тиковым маслом, чтобы придать изделию первоначальный вид. Выбор продвинутого океанского охотника.

Теперь немного о ружьях, представленных в магазинах США, в частности в Майами, где я сейчас живу. На самом деле выбор ружей примерно такой же, как в среднестатистическом магазине в России. Во время моего визита в RhodeIsland в местном магазине ситуация оказалась намного хуже, чем в Майами. Я не встретил ни одного охотничьего костюма!

В Америке, как и везде, представлены мировые киты подводно-охотничьего снаряжения: Beuchat, Mares, O.me.r. и т. д. Скажу больше: рынок, как мне кажется, ориентирован больше на начинающих, на только что приходящих в это увлечение, поэтому найти в Майами достойный деревянный или карбоновый арбалет непросто. Хотя тиковые ружья Riffe представлены везде, в любом дайв-шопе. Riffe — это как автомат Калашникова, без лишних изысков, надежен, работает безотказно, стреляет неплохо, и цена демократичная. Говоря «достойный», я имел в виду что-нибудь от средиземноморских производителей, как говорится, для души. Охотники в своей массе не готовы платить большие деньги за европейское произведение искусства и предпочитают что-нибудь подешевле.

ЭВОЛЮЦИЯ ПНЕВМАТОВ

Источник

Сколько весит металл?

Удельный вес металлов в килограммах и тоннах.

Удельный вес сплавов в килограммах и тоннах.

Источник

Дерево или алюминий

Как всем известно, площадь балконов в наших квартирах не учитывается как площадь жилого помещения, и используется для всевозможных хозяйственных целей. Зачастую мы видим на наших балконах сохнущее бельё и разные ненужные вещи. К всему этому следует добавить мусор, грязь и другие продукты нашей с вами жизнедеятельности. Это совсем не рациональный подход. Не стоит ли задать себе вопрос об использования этого места для более разумных целей? Ответ лежит на поверхности: остекление.

Ели Вы хотите придать этому заброшенному уголку комфорт и уют, то остекление балкона деревом это наиболее эффективный вариант. Вы сможете здесь тёплым летним вечером, разместившись в мягком кресле выпить чашку кофе, поставить компьютерный столик или заняться каким либо техническим творчеством. Качественно выполненная звукоизоляция придаст Вашему балкону свойства помещения, пригодного для отдыха и для работы. Вы на своём балконе также сможете разместить свои любимые цветы, ведь на нём уже никогда не будут хозяйничать дождь, ветер и стужа.

Какой же выбрать вариант, остекление балконов деревом или алюминием: тоже неплохая тема для размышления. Но это решение уже за Вами. В зависимости от Ваших финансовых возможностей и предпочтений многие фирмы предлагают разнообразные варианты конструкций и дизайна.

Древесина является материалом, созданным самой природой, и если Вы желаете придать своему балкону романтический, гламурный стиль то ничего лучшего быть не может. Разнообразие вариантов всевозможных лакокрасочных покрытий, рельефного и цветного стекла дают возможность для создания совершенно эксклюзивной и оригинальной конструкции. В результате Ваш балкон будет являться предметом законной гордости.

Если же Вы предпочитаете простой и деловой стиль то Ваш выбор-алюминий, являющийся химически стойким металлом. Он не подвержен коррозии, обладает лёгкостью и высокой прочностью. Конструкции из алюминия выглядят лёгкими и воздушными. Если Ваша квартира или офис расположены на верхних этажах здания, то ничего лучше вы не создадите. Такой балкон будет сохранять первозданный вид долгие годы.

Остекление и утепление балконов и лоджий являются сложными ремонтно-строительными работами, и если Вы думаете, что будет дешевле выполнить их самому, то глубоко заблуждаетесь. Все эти работы должны выполняться высококвалифицированным персоналом с использованием современных материалов. Только в этом случае Вы получите желаемый результат.

Источник

Пластик, дерево, алюминий: взвешиваем все «за» и «против»

Деревянные рамы с белой, быстро отслаивающейся краской. Помните этот «привет из прошлого»? Нашим бабушкам и дедушкам было намного проще, поскольку альтернативы как таковой не было. Это сегодня, оказавшись перед проблемой выбора стеклопакета, потребитель старательно взвешивает все «за» и «против» или консультируется у специалистов. Ведь варианты действительно существуют. Наряду с деревом на рынке оконных конструкций прочные позиции заняли алюминий и пластик. Чему же отдать предпочтение?

В чем особенности нынешних деревянных конструкций?

Приверженцев натурального и противников искусственного (в первую очередь ПВХ) по-прежнему привлекают современные деревянные окна. Их, как и раньше, изготавливают из монолитного материала, например лиственницы, сосны, дуба, но гораздо чаще используют клееный брус. Именно ему такие окна и обязаны своей увеличенной едва ли не вдвое прочностью и способностью сохранять геометрические формы. 50 лет эксплуатации — таков прогнозируемый срок службы этих светопрозрачных конструкций.

Коротко вспомним, за что же еще так полюбились многим рамы из древесины

Итак, мы плавно перешли к недостаткам деревянных окон

С одной стороны, хорошо, что такие рамы легко поддаются ремонту. Но стоит приготовиться к тому, что устранять вмятины и царапины, заменять фрагменты уплотнителей, а также регулярно покрывать поверхность краской или лаком придется достаточно часто. В противном случае велика вероятность гниения поврежденного материала и атаки жучков-древоточцев, плесневых грибков и т.д.

Пластиковые окна — ваш вклад
в защиту леса от вырубки

Простота в монтаже, о которой так настойчиво твердят производители, — это лишь финиш многоступенчатого производственного процесса, который делает конечную стоимость изделия высокой. Да, такую конструкцию достаточно просто установить, но не изготовить! К тому же придется заплатить едва ли не вдвое больше, чем за пластиковую такой же конфигурации.

Качество изделия во многом зависит от исходного материала. Но даже самый ответственный производитель может по стечению обстоятельств приобрести недостаточно высушенную древесину или плохо склеенный брус (проверить каждую единицу сырья физически невозможно!). Чем это чревато? Растрескиванием, изменением геометрических размеров, появлением щелей и проблемами с эксплуатацией изделия. И, заметьте, рассчитывать приходится исключительно на удачу.

Противники деревянных оконных конструкций считают их к тому же непрактичными: зафиксировать створку в нужном положении, как мы привыкли в случае с пластиковыми моделями, не удастся. Хлопанье форточек от сквозняка — согласитесь, еще один малоприятный «бонус», да и горючесть древесины тоже никто не отменял. Широкие возможности декорирования также под сомнением, хотя бы потому, что большинство изготовителей не берется за индивидуальные заказы, а ориентируется на более выгодное массовое производство с таким же «массовым» оформлением.

Будет ли тепло с алюминиевыми окнами?

Более 80 лет эксплуатации, экологичность, легкость, прочность — вот основные аргументы приверженцев профилей из алюминия, и тут трудно спорить. Материалу действительно не страшны ни снег, ни град, ни сильный ветер, он не деформируется от перепадов температур в пределах от —50 до +50 °С, не портится от ультрафиолета, кислот, газов, растворителей или масел. Алюминий не горит, в выборе конфигураций и размеров практически безграничен, а уход за створками сводится к банальной очистке от пыли и грязи. Казалось бы, что еще нужно? А ответ на поверхности.

Пластиковые окна: тепло, светло и комары не кусают

Третий достойный участник этой «битвы» — ПВХ. При беглом взгляде на современные многоэтажки становится ясно, что он на голову опережает своих конкурентов, несмотря на определенные недостатки, например. герметичность. Да, именно так: это качество многие называют недостатком, ведь в «законсервированном» помещении прекращается естественная циркуляция воздуха. Последний застаивается и якобы провоцирует ухудшение самочувствия.

Основная задача окна — все-таки теплосбережение,
и пластик в этом смысле — лучшая альтернатива

На самом деле так и происходит, если в комнате неправильно организована вентиляция, например зимой окна держат закрытыми, чтобы не снизить температуру, а летом — чтобы не вмешиваться в работу кондиционеров. Закономерный итог — повышение влажности, конденсат, парниковый эффект в помещении и интенсивное распространение микробов.

Проблему решает. регулярное проветривание — проверено неоднократно!

Из-за высокой электростатичности поверхность ПВХ притягивает пыль — это, безусловно, минус. Но убрать ее зачастую не составляет труда, как и раз в полгода смазать движущиеся элементы машинным маслом или почистить резиновые уплотнители и водоотводящие каналы.

А вот справиться с царапинами и вмятинами будет уже не так просто. Хотя справедливости ради отметим, что нужно приложить немалые усилия, чтобы на такой прочной поверхности появились эти самые вмятины и царапины (не спешите экспериментировать!). На фоне этих недостатков достоинства пластиковых конструкций выглядят гораздо убедительнее. Вот лишь некоторые из них.

Как видим, каждый материал имеет право на существование. Кто-то останавливается на традиционных деревянных конструкциях и гордится «экологичностью» своего выбора, а необходимость регулярного ухода его отнюдь не смущает. Другой, наоборот, считает более экологичными алюминий и пластик, поскольку они не требуют вырубки леса. Что бы вы ни выбрали, помните: окно — это, прежде всего, защита от холода и шума, а все остальное — эстетичный внешний вид, продуманная функциональность и выгодная цена — это приятное дополнение.

Источник