橡膠在軍事中的的應用

橡膠為什么有密封、減振功能呢？這要從它的分子結構說起。無論天然或合成橡膠都是高分子聚合物，其分子是由千萬個結構相同的鏈節聚合成線性的大分子。就說天然橡膠，它是由1.5～2萬個異戊二烯單體連成的大分子，細長的分子鏈呈卷曲狀態，受應力作用時卷曲分子鏈被拉長，可產生原長度10倍以上的變形，去除應力后其回縮至初始狀態形成橡膠獨有的高彈性變形。橡膠的微觀結構像一團亂棉紗，每個細長大分子帶有許多官能團。這些基團在化學藥劑（硫化劑）的作用下可以相互交聯（硫化），使生膠線團結構轉化成網狀結構。分子鏈的化學交聯點和大分子鏈間物理的纏結，限制了橡膠大分子整體流動，而交聯點間分子鏈段仍處于熱運動狀態，在應力作用下鏈段運動要克服分子間內摩擦，使外加的機械能轉變成熱能而損耗。橡膠的低模量、大變形，分子間內摩擦使機械能轉變成熱能而耗散——這就是橡膠具有密封、減振降噪功能的主要原因，也是區別其它材料的最大特點。

航空裝備有許多零部件是用于貯存和傳輸流體的（如燃油），零件間連接處的間隙就是泄漏通路，借助橡膠的彈性使連接件緊密貼合，堵塞間隙、阻止流體滲出和逃逸，就起到了密封作用。由于零件間連接形式不同，采用的密封結構也有較大差異。兩個零部件相對靜止間隙的密封稱固定密封，采用各種截面形狀密封件很多，有圓形、矩形、蕾形、V形的密封圈和墊片等。兩個有相對運動的零部件間隙的密封稱活動密封，如液壓系統伺服機構作動筒活塞頭和桿可采用圓截面O形圈密封，油泵的旋轉軸用唇形皮碗（油封）密封件。艙體、門窗、口蓋結構則是采用各種截面形狀的橡膠型材，借助型材凸緣、空腔的彈性壓緊在被密封表面形成的接觸應力起密封作用。戰斗機座艙采用充氣密封膠帶，充氣后膠帶凸起壓在機身的邊框內，保證座艙的氣密性；放氣后膠帶恢復至原形狀，座艙與機身出現間隙很容易打開座艙。這些密封作用是在過盈配合下橡膠被壓縮，其彈性恢復對密封表面形成接觸應力保證流體不會泄漏。對于飛機的成形板材、加強肋和桁條通過鉚接、螺栓連接和焊接組裝的結構件，其形狀復雜、尺寸大，很難用橡膠密封件進行密封，而用密封劑涂覆在接口的縫內和表面經室溫硫化，形成粘附在接口間的彈性膠膜，就可達到密封作用。如果零部件剛度大、變形小，可在金屬結構件上加工出溝槽，在溝槽內充填不硫化密封劑（俗稱膩子）叫做溝槽密封。這種密封形式應用十分廣泛，除飛機客艙和整體油箱、宇宙飛船殼體結構外，火車和船舶廂體、房屋建筑、污水處理沉淀池密封等，都采用膏狀密封劑涂覆到接觸的結構表面和間隙內，借助優異的粘接力確保結構密封。

另外，由于航空發動機功率增大，會帶來強烈的振動和噪聲。最初主要采用墊橡膠板隔離振源，用羊毛氈降低噪聲。為了進一步提高減振降噪效果，當前采用粘彈阻尼器、液彈阻尼器吸收振動能，而直升機旋翼系統為消除振動和噪聲，常采用橡膠與金屬件復合的彈性軸承和頻率匹配器。隔離振源、消除共振多用各種結構形狀的儀表減振墊。在薄殼結構表面貼覆約束阻尼片，借助粘彈膠層與鋁箔間剪切變形以耗損薄壁振動能，即降低飛機蒙皮高頻噪聲，并可提高疲勞壽命。為了創造一個安靜舒適的環境，還用多孔疏松纖維氈和橡膠黏合劑制成隔音板，貼附于艙體壁上，以吸收振動減小噪聲的干擾。

由此可見，橡膠材料在軍事及國防中的應用非常廣泛，尤以航空裝備使用最為典型。隨著橡膠和新材料技術的不斷發展進步，橡膠材料的應用將更加大有可為。

本文章來自天津市雄冠科技發展有限公司http://www.52ruic.cn，轉載請注明出處。