RU2816829C1 - Изделие с двухмерной и трехмерной волоконной структурой - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к компоненту корпуса транспортного средства, а также к транспортному средству. Изделие содержит готовую текстильную структуру, имеющую множество слоев армированного волокнами текстиля. Текстильная структура имеет первую часть, имеющую конфигурацию с трехнаправленным волоконным армированием, а также отличную от первой части вторую часть, имеющую конфигурацию с двухнаправленным волоконным армированием. В конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием имеются множество слоев, которые связаны вместе с помощью матрицы и множества волокон, проходящих по нормали через множество слоев. В конфигурации с двухнаправленным волоконным армированием множество слоев связаны друг с другом с помощью матрицы, но без волокон, проходящих по нормали через множество слоев. Группа изобретений обеспечивает повышение механических свойств изделий. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение, и уровень техники

[0001] Реактивные сопла, такие как сопла, используемые с реактивными двигателями в высокоскоростных транспортных средствах, могут быть выполнены из относительно прочных, легких композитных материалов. Например, чтобы получить требуемую форму сопла, вокруг оправки размещают волоконные слои. Затем волоконные слои уплотняют керамической или углеродной матрицей, окружающей волокна.

Раскрытие сущности изобретения

[0002] Изделие согласно одному из примеров настоящего изобретения включает в себя готовую текстильную структуру, имеющую множество слоев армированного волокнами текстиля. Первая часть текстильной структуры имеет конфигурацию с трехнаправленным волоконным армированием, в которой множество слоев связаны вместе с помощью матрицы и множества волокон, проходящих по нормали через множество слоев. Вторая часть текстильной структуры имеет конфигурацию с двухнаправленным волоконным армированием, в которой множество слоев связаны друг с другом с помощью матрицы, без волокон, проходящих по нормали через множество слоев.

[0003] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления матрица представляет собой углеродную матрицу.

[0004] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления первая часть представляет собой крепежную часть, имеющую относительно высокую несущую способность.

[0005] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления готовая текстильная структура является осесимметричной.

[0006] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления готовая текстильная структура является конической.

[0007] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления крепежная часть представляет собой кольцевую концевую часть готовой текстильной структуры.

[0008] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления в конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием множество слоев и волокна, проходящие по нормали через множество слоев, вместе определяют общий объем волокон, при этом от 10% до 25% от общего объема волокон являются волокнами, проходящими по нормали через множество слоев.

[0009] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления множество слоев непрерывно проходят через первую часть и вторую часть.

[0010] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления множество слоев представляют собой карбидкремниевые волокна.

[0011] Транспортное средство согласно одному из примеров настоящего изобретения включает в себя двигатель и сопло, прикрепленное к двигателю. Сопло имеет осесимметричный корпус, выполненный из армированного волокнами композитного материала. Осесимметричный корпус содержит по меньшей мере одну крепежную часть, имеющую относительно высокую несущую способность, и примыкающую к ней некрепежную часть, которая имеет относительно низкую несущую способность. Армированный волокнами композитный материал имеет конфигурацию с трехнаправленным волоконным армированием по меньшей мере в одной крепежной части и конфигурацию с двухнаправленным волоконным армированием в некрепежной части.

[0012] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления конфигурация с двухнаправленным волоконным армированием и конфигурация с трехнаправленным волоконным армированием, обе, включают в себя плоскостные волокна, причем конфигурация с трехнаправленным волоконным армированием дополнительно включает в себя волокна, проходящие по нормали через плоскостные волокна, при этом Z-волокна, проходящие по нормали через плоскостные волокна, являются отклоненными волокнами.

[0013] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления в конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием плоскостные волокна и волокна, проходящие по нормали через плоскостные волокна, вместе определяют общий объем волокон, при этом от 10% до 25% от общего объема волокон являются волокнами, проходящими по нормали через плоскостные волокна.

[0014] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления армированный волокнами композитный материал проходит непрерывно по меньшей мере через одну крепежную часть и некрепежную часть, при этом армированный волокнами композитный материал выбран из группы, содержащей композит углеродная матрица/углеродное волокно и композит углеродная матрица/карбид кремниевое волокно.

[0015] В еще одном варианте осуществления любого из вышеуказанных вариантов осуществления не крепежная часть окружает крепежную часть.

Краткое описание чертежей

[0016] Различные признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидными для специалистов в данной области техники из следующего подробного раскрытия изобретения. Чертежи, сопровождающие подробное раскрытие, можно кратко описать следующим образом.

[0017] На фиг. 1 показан пример изделия, выполненного из многослойного армированного волокнами композитного материала с конфигурациями с двух- и трехнаправленым волоконным армированием.

[0018] На фиг. 2 показан пример конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием.

[0019] На фиг. 3 показан пример конфигурации с двухнаправленным волоконным армированием.

[0020] На фиг. 4 показаны непрерывные волоконные слои между смежными конфигурациями с двух- и трехнаправленным волоконным армированием.

[0021] На фиг. 5 показан пример транспортного средства, имеющего сопло, выполненное из многослойного армированного волокнами композитного материала с конфигурациями с двух- и трехнаправленным волоконным армированием.

[0022] На фиг. 6 показан другой пример изделия, выполненного из многослойного армированного волокнами композитного материала с конфигурациями с двух- и трехнаправленным волоконным армированием.

[0023] На фиг. 7 показан пример изделия, которое является компонентом корпуса транспортного средства.

Осуществление изобретения

[0024] Изделия, подвергающиеся высокотемпературным окружающим условиям конечного применения, могут быть выполнены из армированных волокнами композитных материалов, таких как композит «углерод/углерод» или «углерод/карбид кремния». Изделие определенной формы может быть изготовлено из волоконных листов или волоконных лент, которые оборачивают вокруг оправки или укладывают в пресс-форму, а затем уплотняют углеродной матрицей. Таким образом образуют многослойную структуру с двухмерным волоконным армированием. Альтернативно, изделие может быть изготовлено из текстиля с трехмерным волоконным армированием, а затем уплотнено углеродной матрицей с получением многослойной структуры с трехмерным волоконным армированием. Структура с трехмерным волоконным армированием может повысить прочность, но ее изготовление обходится дороже, чем структуры с двухмерным волоконным армированием. И наоборот, структура с двухмерным волоконным армированием дешевле в изготовлении, но, как правило, имеет меньшую прочность. На фиг.1 схематично показан пример изделия 20. Как более подробно будет раскрыто далее в настоящем документе, изделие 20 выполнено из многослойного армированного волокнами композитного материала 22, который имеет как часть с трехмерным волоконным армированием, так и часть с двухмерным волоконным армированием.

[0025] Как показано на фиг. 1, изделие 20 включает в себя корпус 24, выполненный из многослойного армированного волокнами композитного материала 22. В этом примере корпус 24 является осесимметричный относительно центральной оси А. В показанном примере корпус 24 является коническим и, в общем, включает в себя первую концевую по оси часть 24а, вторую концевую по оси часть 24b и промежуточную часть 24 с, которая расходится от первого конца 24а ко второму концу 24b. Внутренняя область корпуса 24 является полой. Следует понимать, что, хотя изображена коническая форма, корпус 24 альтернативно может иметь цилиндрическую форму или сложную или частично сложную форму.

[0026] Корпус 24 включает в себя по меньшей мере две разные части, т.е. первую часть 26 и отличную от нее вторую часть 28. В этом примере часть 26 представляет собой крепежную часть, которая нагружается относительно сильно, а часть 28 представляет собой не крепежную часть, которая нагружается относительно слабо. Часть 26 представляет собой область корпуса 24, к которой прикрепляется сопрягаемый компонент 30, например, путем болтового соединения, зажима и т.д. В связи с этим часть 26 может представлять собой, не ограничиваясь этим, кромку, фланец, вставку, охватывающий элемент, выступ и т.п., к которому прикрепляется компонент 30, и который поддерживает корпус 24. Поскольку в креплении поддерживается нагрузка от корпуса 24, часть 26 сильно нагружена и, таким образом, подвергается значительно более высокому механическому воздействию, чем легконагруженная не крепежная часть 28. Однако, следует понимать, что части 26/28 не сводятся к крепежным и некрепежным областям, и что части 26/28 могут быть выполнены на основании эксплуатационных конструктивных требований и температур. Как должно быть понятно, хотя показана одна крепежная часть 26, другие примеры изделия 20 включают в себя одну, две, три или более трех дополнительных крепежных частей 26.

[0027] Из-за того, что часть 28 нагружается слабо, она не обязательно должна быть такой же прочной, как часть 26. И наоборот, из-за того, что часть 26 нагружается относительно сильно, часть 26 требует более высокой прочности, чем часть 28. Опять же, части 26/28 не обязательно должны быть связаны с уровнем нагрузки и альтернативно могут основываться на эксплуатационных конструктивных требованиях и температурах. В связи с этим, как показано в вырезах, многослойный армированный волокнами композитный материал 22 имеет конфигурацию 32 с трехнаправленным волоконным армированием в части 26 и конфигурацию 34 с двухнаправленным волоконным армированием в части 28.

[0028] На фиг.2 показан вид в разрезе примера конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием, расположенной в матрице 33 (находящейся между волокнами). Конфигурация 32 выполнена из множества волоконных слоев или прослоек 36а/36b/36с, состоящих из армированного плоскостными волокнами текстиля 38 (далее «волокна 38»). Плоскостные волокна 38 обычно лежат в плоскости X-Y соответствующего волоконного слоя 36а/36b/36с. Каждый волоконный слой 36а/36b/36с сам по себе может иметь различную волоконную конфигурацию. Одним из примеров конфигурации является однонаправленная волоконная конфигурация (все волокна, ориентированные в направлении X или Y), но дополнительно или альтернативно могут использоваться другие конфигурации, такие как, но не ограничиваясь этим, двухмерные конфигурации текстиля и переплетения, если они позволяют преобразование в трехнаправленную волоконную конфигурацию 32, как рассматривается ниже. Волокна 38 представляют собой высокопрочные волокна, такие как углеродные волокна или керамические волокна (например, карбидкремниевые волокна).

[0029] Конфигурация 32 с трехнаправленным волоконным армированием дополнительно включает в себя Z-направленные волокна 40, которые ориентированы по нормали к плоскостным волокнам 38 слоев 36а/36b/36с и проходят через них. Z-направленные волокна 40 вместе с матрицей 33 связывают слои 36а/36b/36с и, в общем, перпендикулярны плоскостным волокнам 38 с конусностью в пределах приблизительно 10°. Z-направленные волокна ориентируют перекрестно в процессе обработки во время изготовления. Примеры операций обработки включают в себя иглопробивание, прошивание или тафтинг (простегивание пучками). В одном из примеров Z-направленные волокна 40 представляют собой волокна, которые сначала были плоскостными, а затем отгибались в процессе обработки для переориентации. Как указывалось выше, вторая часть 28 отлична от первой части 26. Термин «отличный» используется применительно к пространственной области, которая охватывает все Z-направленные волокна 40 из группы Z-направленных волокон 40. Например, Z-направленные волокна 40 могут быть выполнены в виде паттерна. Паттерн указывает на связь всех Z-направленных волокон 40, которые являются частью паттерна. Например, четыре Z-направленных волокна 40, которые равномерно расположены на расстоянии друг от друга, как четыре угла прямоугольника, являются частью одной и той же группы, а контур или профиль прямоугольного паттерна образует протяженность части 28. Как должно быть понятно, часть 28 охватывает локализованные области между соседними Z-направленными волокнами 40 в паттерне, и эти локализованные области, таким образом, являются фрагментом части 28, а не частью 26.

[0030] На фиг. 3 показан вид в разрезе примера конфигурации 34 с двухнаправленным волоконным армированием, также расположенной в матрице 33 (находящейся между волокнами). Конфигурация 34 также содержит слои 36а/36b/36с, состоящие из плоскостных волокон 38. То есть, слои 36а/36b/36с непрерывно проходят через части 26/28. Слои 36а/36b/36с в конфигурации 34 с двухнаправленным волоконным армированием связаны матрицей 33, но конфигурация 34 с двухнаправленным волоконным армированием исключает любые Z-направленные волокна, т.е. там отсутствуют волокна, проходящие по нормали через конфигурацию 34 с двухнаправленным волоконным армированием. Как показано на фиг. 4, многослойный армированный волокнами композитный материал 22 проходит непрерывно через части 26/28 в том смысле, что слои 36а/36b/36с проходят без разрыва между частью 26 и частью 28.

[0031] Плоскостные волокна 38 обеспечивают хорошую прочность в плоскости X-Y. Однако без армирования в Z-направлении конфигурация 34 с двухнаправленным волоконным армированием в готовом консолидированном изделии 20 имеет относительно низкую прочность на сдвиг вдоль границ раздела 36а/36b/36с и относительно низкую прочность на растяжение в Z-направлении. Однако, поскольку высокая прочность не требуется в относительно легко нагруженной некрепежной части 28, конфигурация 34 с двухнаправленным волоконным армированием может обеспечить минимальные конструктивные требования.

[0032] Z-направленные волокна 40 трехмерной волоконной конфигурации 32 обеспечивают относительно более высокую прочность на сдвиг вдоль границ раздела 36a/36b/36c в цельном консолидированном изделии 20 и относительно более высокую прочность на растяжение в Z-направлении. Таким образом, трехмерная волоконная конфигурация 32 используется в крепежной части 26, которая нагружается относительно сильно. Таким образом, в изделии 20 обеспечивается комбинация трехнаправленной волоконной конфигурации 32 и двухнаправленной волоконной конфигурации 34 для получения локализованной прочности трехмерной волоконной конфигурации 32 и относительно низкой стоимости двухмерной волоконной конфигурации 34 на участках, не требующих высокой прочности.

[0033] Изделие 20 может быть изготовлено в процессе сборки волоконных слоев для получения требуемой геометрии изделия 20. Такой процесс может использовать известные методы изготовления многослойных двухмерных конфигураций. Например, для осесимметричного изделия армированные волокнами слои могут быть собраны путем спиральной намотки волоконных лент на оправку, размещения армированных волокнами листов на оправке или размещения армированных волокнами листов в свернутом виде вокруг оправки. Для неполых изделий, таких как плоские или фасонные панели, волоконные ленты или листы могут быть собраны путем укладки в пресс-форму, которая соответствует геометрии изделия.

[0034] После завершения наращивания волоконных листов до требуемой толщины все армированные волокнами листы имеют двухнаправленную конфигурацию армирования. После этого конфигурация с двухнаправленным волоконным армированием, в области, соответствующей части 26, преобразуется в конфигурацию с трехнаправленным волоконным армированием. Процесс преобразования может включать в себя иглопробивание, прошивание или тафтинг (простегивание пучками), которые, в общем, являются хорошо известными процессами. Иглопробивание является относительно быстрым и недорогим. При иглопробивании множество острых игл проталкивают через волоконные слои вдоль Z-направления. Крючки игл захватывают некоторые волокна на своем пути. Когда игла проходит насквозь, она тянет за собой захваченные волокна, отклоняя таким образом эти волокна, чтобы переориентировать их в Z-направлении. Все волокна трехнаправленной волоконной конфигурации 32 и двухнаправленной волоконной конфигурации 34 представляют собой готовую текстильную структуру, в которой не будут создаваться дополнительные Z-направленные волокна. То есть, готовая текстильная структура имеет ту же волоконную структуру, которая будет в конечном изделии 20.

[0035] Для изделия 20 иглопробивание или другой процесс преобразования проводят только в области 26 для преобразования исходной конфигурации с двухнаправленным волоконным армированием в конфигурацию с трехнаправленным волоконным армированием. Следует понимать, что расстояние между местами проколов иглами для Z-направленных волокон 40 и объемную долю Z-направленных волокон 40 в месте расположения иглы можно регулировать с целью увеличения или уменьшения общего объема Z-направленных волокон 40 и, следовательно, регулировки прочности. В одном из примеров изделия 20 плоскостные волокна 38 и Z-направленные волокна 40 вместе определяют общий объем волокон, и, в общем, Z-направленные волокна 40 составляют от 10% до 25% от общего объема волокон.

[0036] Процесс иглопробивания или другого преобразования может также проводиться на разных этапах процесса изготовления относительно уплотнения матрицы 33. Например, в некоторых процессах армированные волокнами слои, которые сначала собирают в требуемую геометрию изделия 20, предварительно пропитаны смолой, такой как фенольная смола. Собранные предварительно пропитанные волоконные слои затем отверждают при относительно низкой температуре и давлении. Затем эта структура пиролизируется при более высокой температуре, чтобы отогнать летучие вещества и карбонизировать смолу. Чаще всего за этим следует один или более циклов пропитки дополнительной смолой, отверждения и пиролизации для добавления углеродной матрицы и достижения более высокой плотности. В одном из примеров иглопробивание выполняют до первого отверждения. В другом примере иглопробивание выполняют после первой пиролизации. Последнее полезно тем, что структура смола/углерод может быть в какой-то степени жесткой, что облегчает сохранение структуры без повреждений при перемещении между нагревательным оборудованием и иглопробивным или другим оборудованием для обработки.

[0037] Альтернативно, сухие армированные волокнами слои, могут быть использованы для встраивания волоконных слоев в требуемую толщину и геометрию. В частности, для сухих слоев, армированных углеродными волокнами, волокна могут первоначально быть полностью углеродными или частично углеродными в состоянии «заводской поставки» от поставщика текстиля. Частично карбонизированный текстиль иногда называется предварительно окисленным волокном и, как правило, представляет собой материал на основе PAN, который был частично преобразован в углерод. Частично карбонизированные текстильные слои, как правило, более гибкие, чем полностью карбонизированные текстильные слои, и, следовательно, могут облегчить обработку. В одном из примеров, когда сухие слои полностью карбонизированного или частично карбонизированного текстиля используются для встраивания волоконных слоев в требуемую толщину и геометрию, иглопробивание или другой процесс преобразования проводится по мере нанесения слоев на оправку или пресс-форму. Структура может не быть самонесущей и, следовательно, ее может быть трудно перемещать на другое технологическое оборудование без повреждений. Независимо от того, является ли текстиль полностью карбонизированным или частично карбонизированным, или с отвержденной смолой или не с отвержденной смолой, после создания всех Z-направленных волокон 40 в готовой текстильной структуре, по существу, находятся волокна трехнаправленной волоконной конфигурации 32 и двухнаправленной волоконной конфигурации 34.

[0038] Как также должно быть понятно, альтернативно уплотнению посредством полимерного пиролиза, можно использовать такой вариант, но не ограничиваясь этим, как паровая инфильтрация. Кроме того, исходные волоконные слои могут быть модифицированы для облегчения иглопробивания. Например, волоконные слои могут включать в себя прерывистые волокна, такие как разрываемые при растяжении слои, в которых волокна предварительно разрываются, что уменьшает усилие иглопробивания и облегчает захват и переориентацию волокон. Дополнительная модификация может включать в себя, но не ограничивается этим, чередование непрерывных и прерывистых волоконных слоев.

[0039] На фиг. 5 показан пример осуществления изделия 20. В данном примере изделие 20 является частью транспортного средства 60, такого как высокоскоростное транспортное средство для перевозки людей в открытый космос. Транспортное средство 60 включает в себя двигатель 62, который прикреплен с помощью сопрягаемого компонента 30 к изделию 20, которое здесь имеет форму конического или фасонного реактивного сопла. Дополнительно или альтернативно, изделие 20 может быть выполнено в виде продолжения сопла, которое прикреплено к выходному концу сопла. Двигатель 62 может включать в себя одно или более ракетных топлив и, в зависимости от конструкции, камеру сгорания, насосы, форсунки и другие известные компоненты.

[0040] На фиг. 6 показан другой пример изделия 120. Изделие 120 аналогично изделию 20, за исключением того, что вместо или в дополнение к крепежной части 26 на осевом конце, имеется крепежная часть 126 в промежуточной части 24с, которая расширяется от первого конца 24а до второго конца 24b. В этом примере часть 126 представляет собой «остров», который охвачен некрепежной частью 128. Как указано выше, крепежная часть 126 выполнена с трехмерной волоконной конфигурацией 32, а некрепежная часть 128 выполнена с двухмерной волоконной конфигурацией 34. Здесь крепежная часть 126 соединена с сопрягаемым компонентом 130, таким как опорный рычаг. Опорный рычаг может представлять собой неподвижный рычаг или подвижный рычаг, который служит воздействующим устройством для регулировки ориентации изделия 120 (для реализации сопла).

[0041] На фиг. 7 показан другой пример изделия 220. Изделие 220 является компонентом корпуса транспортного средства и примером геометрии панельного типа. В этом примере вторые части 228, по существу, являются плоскими, а первые части 226 являются углами. Вторые части 226 имеют конфигурацию с двухнаправленным волоконным армированием, как обсуждалось выше. Первые части 226 имеют конфигурацию с трехнаправленным волоконным армированием, как обсуждалось выше. В этом примере углы представляют собой углы в 90°, при этом две противоположные вторые части 228 образуют противоположные стороны, а еще одна из вторых частей 228 находится между ними. Конфигурация с трехнаправленным волоконным армированием первых частей 226 обеспечивает углы, которые могут подвергаться более высоким нагрузкам с относительно более высокой прочностью. Плоские, вторые части 228 могут подвергаться относительно более низким нагрузкам и, таким образом, иметь конфигурацию с двухнаправленным волоконным армированием.

[0042] Хотя комбинация признаков показана на проиллюстрированных примерах, не все из них необходимо комбинировать для реализации преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Иначе говоря, система, выполненная в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, не обязательно будет включать в себя все признаки, показанные на любом из чертежей, или все части, схематически показанные на чертежах. Более того, избранные признаки одного примера осуществления могут комбинироваться с избранными признаками других примерных вариантов осуществления.

[0043] Предыдущее описание носит иллюстративный, а не ограничивающий характер. Для специалистов в данной области техники могут стать очевидными варианты и модификации раскрытых примеров, которые не обязательно отклоняются от настоящего изобретения. Объем правовой охраны, предоставляемой настоящему изобретению, может быть определен только путем изучения нижеследующей формулы изобретения.

Claims (20)

1. Компонент корпуса транспортного средства, содержащий:

готовую текстильную структуру (22), имеющую множество слоев (36а, 36b, 36с) армированного волокнами текстиля;

первую часть (26, 126) текстильной структуры (22), имеющую конфигурацию (32) с трехнаправленным волоконным армированием, в которой множество слоев (36а, 36b, 36с), каждый из которых имеет плоскостные волокна (38), связаны вместе с помощью матрицы (33) и множества волокон (40), проходящих по нормали к плоскостным волокнам (38) через множество слоев (36а, 36b, 36с), причем указанная первая часть представляет собой крепежную часть;

и отличную от первой части (26, 126) вторую часть (28) текстильной структуры (22), имеющую конфигурацию (34) с двухнаправленным волоконным армированием, в которой множество слоев (36а, 36b, 36с) связаны друг с другом с помощью матрицы (33), но без волокон, проходящих по нормали через множество слоев (36а, 36b, 36с), причем указанная вторая часть (28) представляет собой некрепежную часть, выполненную с возможностью выдерживания меньшего механического воздействия, чем первая часть (26, 126).

2. Компонент по п. 1, в котором матрица представляет собой углеродную матрицу.

3. Компонент по п. 1, в котором готовая текстильная структура является осесимметричной.

4. Компонент по п. 3, в котором готовая текстильная структура является конической.

5. Компонент по п. 4, в котором первая часть представляет собой кольцевую концевую часть готовой текстильной структуры.

6. Компонент по п. 5, в котором в конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием множество слоев и волокна, проходящие по нормали через множество слоев, вместе определяют общий объем волокон, при этом от 10% до 25% от общего объема волокон являются волокнами, проходящими по нормали через множество слоев.

7. Компонент по п. 1, в котором множество слоев непрерывно проходят через первую часть и вторую часть.

8. Компонент по п. 1, в котором множество слоев представляют собой карбидкремниевые волокна.

9. Компонент по п. 1, в котором плоскостные волокна лежат в плоскости X-Y, а множество волокон, проходящих по нормали к плоскостным волокнам, проходят в Z-направлении, перпендикулярном плоскости X-Y.

10. Транспортное средство, содержащее: двигатель (62);

и прикрепленное к двигателю сопло (20, 120), имеющее осесимметричный корпус (24), выполненный из армированного волокнами композитного материала, при этом осесимметричный корпус (24) включает в себя

по меньшей мере одну крепежную часть (26, 126) и некрепежную часть (28, 128), которая примыкает к указанной по меньшей мере одной крепежной части (26, 126) и выполнена с возможностью выдерживания меньшего механического воздействия, чем указанная по меньшей мере одна крепежная часть (26, 126),

при этом армированный волокнами композитный материал имеет конфигурацию (32) с трехнаправленным волоконным армированием в указанной по меньшей мере одной крепежной части (26, 126) и конфигурацию (34) с двухнаправленным волоконным армированием в указанной некрепежной части (28, 128), причем конфигурация (32) с трехнаправленным волоконным армированием содержит множество слоев (36а, 36b, 36с), каждый из которых имеет плоскостные волокна (38), при этом множество слоев (36а, 36b, 36с) связаны вместе с помощью матрицы (33) и множества волокон (40), проходящих по нормали к плоскостным волокнам (38) через множество слоев (36а, 36b, 36с), при этом в указанной конфигурации (34) с двухнаправленным волоконным армированием множество слоев (36а, 36b, 36с) связаны вместе с помощью матрицы (33), но без волокон, проходящих по нормали через множество слоев (36а, 36b, 36с).

11. Транспортное средство по п. 10, в котором как конфигурация с двухнаправленным волоконным армированием, так и конфигурация с трехнаправленным волоконным армированием включают в себя плоскостные волокна, причем конфигурация с трехнаправленным волоконным армированием дополнительно включает в себя волокна, проходящие по нормали через плоскостные волокна, при этом Z-волокна, проходящие по нормали через плоскостные волокна, являются отклоненными волокнами.

12. Транспортное средство по п. 11, в котором в конфигурации с трехнаправленным волоконным армированием плоскостные волокна и волокна, проходящие по нормали через плоскостные волокна, вместе определяют общий объем волокон, при этом от 10% до 25% от общего объема волокон являются волокнами, проходящими по нормали через плоскостные волокна.

13. Транспортное средство по п. 12, в котором армированный волокнами композитный материал проходит непрерывно через по меньшей мере одну крепежную часть и некрепежную часть, при этом армированный волокнами композитный материал выбран из группы, состоящей из композита из углеродной матрицы/углеродных волокон и композита из углеродной матрицы/карбидкремниевых волокон.

14. Транспортное средство по п. 13, в котором некрепежная часть окружает крепежную часть.

Images