Древесина является материалом, который очень широко применяется в народном хозяйстве. Широко используют ее и юные техники для изготовления авиа-, судо- и автомоделей и самых разнообразных поделок. Природные недостатки древесины — способность к гниению, воспламенению и другие — можно в значительной мере исправить при помощи сушки и пропитки ее различными химическими веществами. Все работы, связанные с применением древесины, разделяются на плотницкие, при которых используются бревна, брусья и доски, и столярные, при которых применяются пиленые лесоматериалы. При плотницких работах деревянные детали соединяют в основном на врубках, гвоздях, болтах и клею, а при столярных — в основном на клею, а также на шурупах или — реже — на гвоздях. Дефекты, которые имеет древесина, снижающие ее качество и ограничивающие ее применение для изготовления изделий, называют пороками. К ним относят: сучки, трещины, неправильность формы ствола и строения, ненормальную окраску, гниль и повреждение насекомыми. Для изготовления изделий нужно брать древесину только доброкачественную, но юные техники, в особенности младшие, это правило соблюдают далеко не всегда, в особенности если они работают самостоятельно. В результате из недоброкачественного материала получаются и недоброкачественные изделия, а труда на их изготовление часто затрачивается больше. Древесина обладает способностью терять и поглощать влагу. По влажности древесину различают: сырую, полусухую, воздушно-сухую, комнатно-сухую и абсолютно сухую (такую можно получить только в лаборатории). Изменение влажности вызывает усушку, разбухание, коробление и растрескивание заготовок и изделий: при усушке (высыхании) древесина уменьшается в размерах (становится короче, тоньше, уже). Усушка в различных направлениях неодинакова. Так, например, доска уменьшается вдоль волокон, то есть по длине всего до 0,1%, по толщине до 5%, а по ширине до 10%. Для изготовления столярных изделий и различных поделок следует применять только комнатно-сухую древесину. Изделия из нее практически не усыхают и не деформируются, в особенности если их изготавливать из узких досок. Для изготовления столярных изделии и различных поделок следует применять только комнатно-сухую древесину. Изделия из нее практически не усыхают и не деформируются, в особенности если их изготавливать из узких досок.
Если сухая древесина подвергается воздействию влаги, то она разбухает и увеличивается в объеме. Например, окно или дверь, намокшие во время дождя, нельзя закрыть, так как они не входят в рамы. Разбухание древесины используется и как положительное ее свойство, например, при постройке лодок, при изготовлении деревянных труб, бочек и тому подобных изделий. После разбухания отдельные детали плотнее примыкают друг к другу и не пропускают воду. Коробление вызывается тем, что части древесины, расположенные ближе к сердцевине ствола, высыхают быстрее. Выпуклость покоробившейся доски всегда бывает обращена в сторону сердцевины (рис. 28). Это нужно учитывать при соединении досок в щиты и располагать доски
так, чтобы их сердцевинные части были обращены в разные стороны. Тогда коробление одних досок будет препятствовать короблению других досок (рис. 29). Растрескивание происходит в результате различной скорости высыхания наружных и внутренних слоев дерева. При медленном высыхании древесина не растрескивается. Для замедления сушки при длительном хранении древесины торцы бревен, брусьев и досок оклеивают бумагой, покрывают известью или каменноугольной смолой. К механическим свойствам древесины относятся: прочность, упругость, вязкость, хрупкость, раскалываемость и гвоздимость. Прочность древесины вдоль и поперек волокон различна. Например, сопротивление растяжению и сжатию поперек волокон в 20 раз меньше, чем вдоль их. Сопротивление древесины изгибу зависит от ее влажности, плотности, породы дерева и других причин. Влажность и пороки (особенно сучья и трещины) значительно снижают прочность древесины при изгибе. Наибольшую прочность имеет дуб, бук, ясень, наименьшую — сосна, ель, ольха, липа. Твердость древесины зависит от ее породы, плотности и степени влажности, а упругость — от влажности, плотности и возраста. Вязкостью (пластичностью) древесины называется ее способность изменять свою форму (например, гнуться) и сохранять приданную форму после прекращения действия силы, вызывающей деформацию. Пластичность древ
Создать какую-либо вещь, конструкцию, машину из ничего* нельзя, потому что весь мир, в котором мы живем и действуем, веществен и материален. Любые детали машин н механизмов, сооружения, инструменты, конструкции инженер изготовляет из конкретных, реальных материалов. В зависимости от своего назначения материалы можно разделить на условные группы: машиностроительные, текстильные, химические, строительные. Материалов великое множество. Это и хорошо для инженера, и плохо. Хорошо потому, что инженеру есть из чего выбирать. Каждый свой замысел, идею он может материализовать, воплотить, сделать реальной. Выбор велик, а если материала подходящего нет, то современная техника способна такой недостающий материал создать. Но чем больше ассортимент материалов, тем труднее и дольше происходит выбор самого нужного. Инженеру нелегко разобраться в этом бесконечном списке. Чем руководствуется инженер при выборе материала для своей конструкции? Условиями и характеристиками работы этой конструкции. Он должен создать изделие, способное выполнять те функции, которые возлагаются на него техническими условиями и потребностями общества,— работоспособное, надежное, прочное, безотказное, дешевое изделие. Отталкиваясь от этих свойств, инженер просматривает материалы один за другим, отбирая те, которые по своим свойствам и особенностям могут удовлетворить всем требованиям, могут быть использованы в проектируемом изделии. Инженер уже по ходу проектирования в самый начальный момент производит отбор материалов и каждую деталь своей конструкции рассчитывает, исходя из свойств того материала, который пойдет на изготовление именно этой детали. Самым замечательным подарком для инженера был бы универсальный материал — по всем своим свойствам пригодный для создания любой детали в любой конструкции. Но такого материала в природе и в технике нет — слишком противоречивыми и отрицающими друг друга свойствами он должен быть наделен: легкостью и тяжестью, прочностью и хрупкостью, прозрачностью и цветом, влажностью и сухостью, стойкостью и эластичностью и т. д. А раз такого материала нет и раз техника требует очень большого набора свойств от материала, используются различные материалы, обладающие все вместе этими необходимыми свойствами. Универсальных материалов в нашем распоряжении нет. Но ведь в то же время нет и быть не может материалов «однозначных», «узконаправленных» — нет материалов, наделенных всего лишь одним-единственным свойством. У каждого реального материала есть целый комплекс свойств — физических, химических, технологических и прочих. Представить себе материал, обладающий одним лишь свойством— например, только вязкостью и ничем более,— столь же невероятно, как представить универсальный материал, наделенный сразу всеми мыслимыми свойствами. А раз так, то границы между областями применения материалов неизбежно будут перекрываться; так, алюминий используют не только в авиации, но еще и в химической помышленнос-ти, в строительстве, в судостроении и т. д. Равным образом и древесина идет не только на сооружение лодок, но и в любую отрасль, в любое изделие, где ее свойства оправдывают ее применение. В технике наиболее широко применяются металлы. Иногда их называют также основными машиностроительными материалами. Такое предпочтение отдается металлам потому, что все они вместе и каждый из них в отдельности обладают широким комплексом разнообразных свойств. Иначе говоря, присущие металлам свойства в значительной степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым инженером к материалам для инженерных конструкций.
