Справочник по композиционным материалам

Удар молнии

Обычно армированные пластики считаются электроизоляци­онными материалами благодаря непроводящей природе смол и большинства армирующих материалов, применяемых в компо­зитах. Высокая или низкая проводимость любой конструкции может быть преимуществом или недостатком, когда она подвер­гается удару молнии. Проводящие структуры могут использо­ваться для уноса электрического заряда, вызванного ударом молнии, в то время как непроводящие структуры меньше подвер­жены ударам молний. Улучшенные композиционные материалы, состоящие из эпоксидной смолы и борного или углеродного во­локна, обладают большей проводимостью, чем обычные стекло­пластики, особенно в плоскости оси волокон. Если удар молнии приходится на композит, состоящий из эпоксидной смолы и угле­родного волокна, он фактически пройдет вдоль конструкции в на­правлении оси волокон в поверхностных слоях.

Особого внимания в этом плане требуют композиты из эпок­сидной смолы и борного волокна вследствие проводящей природы внутренней вольфрамовой основы и электроизоляционного на­ружного слоя из бора (такое строение имеют наиболее широко применяемые борные волокна). Если бор нанесен на углеродный субстрат, эти зависимости в основном сохраняются, но стано­вятся менее резкими в результате меньшей проводимости углерода по сравнению с вольфрамом. Независимо от того, из каких ве­ществ состоит композиционный материал, если удары молнии представляют угрозу для конструкции, в которую он входит, при ее проектировании необходимо предусмотреть систему за­щиты от молний. Разработано много схем защиты конструкций, содержащих композиционные материалы. Наиболее распростра­ненным способом является создание токопроводящей дорожки на их поверхности, чтобы обеспечить неразрушающий путь тока для рассеяния заряда.

В качестве покрытий чаще всего применяют проволочную сетку, слой алюминия, полученный пламенным напылением, и алюминиевую фольгу. Полоски или стержни молниеотвода также были приспособлены для непосредственного восприятия ударов молнии, сила тока которых до 200 кА, с последующим без­опасным отведением тока в электропроводящие участки летатель­ного аппарата. Для изоляции внутренней части летательных аппаратов могут быть использованы композиционные материалы с меньшей электропроводностью, благодаря чему ток молнии останется на наружной поверхности.

Были предложены различные конструкции таких устройств, и, в зависимости от конкретного назначения, большинство из них оказались эффективными. Например, нет необходимости по­крывать всю наружную поверхность токопроводящим материа­лом для успешного отражения молнии. Полное покрытие реко­мендуется только тогда, когда данная поверхность восприимчива к непосредственному воздействию молнии. Однако если мало­вероятно, что поверхность будет непосредственно подвергаться ударам молнии, то лишь небольшая часть ее должна иметь покры­тие. Эти рекомендации приобретают особую важность при рас­смотрении вопроса снижения массы и стоимости.

Примером случая, при котором покрытие было нанесено на 50 % площади вторичной зоны конструкции летательного аппа­рата, является горизонтальное хвостовое оперение самолета В-1, изготовленное из эпоксидной смолы, армированной углеродным волокном (см. гл. 28). В этом конкретном случае токопроводящей дорожкой служит слой алюминия, полученный пламенным напы­лением. Описанные способы защиты от молний испытывались в полетах в течение многих часов, где они очень успешно приме­нялись на стабилизаторах самолета Л14, 50 % наружной поверх­ности которых были покрыты полосами алюминиевой фольги. В последнее время появилось несколько статей, в которых опи­саны различные типы применяемых схем для защиты от молний, технология изготовления которых уже освоена, а также приве­
дены компромиссные соотношения между затратами и массой и многие другие оценочные показатели [10—13].

Армированные волокном материалы могут применяться также и без устройств для защиты от ударов молнии, если в самой кон­струкции летательного аппарата предусмотрены соответствющие меры. В принципе армированные пластмассы менее восприим­чивы к притяжению молний, чем металлы. Их можно использовать в конструкции для электроизоляции более чувствительных ком­понентов. В зависимости от технологии изготовления и конструк­ции защитного устройства любой из описанных выше способов может оказаться оптимальным с учетом снижения массы и затрат. Анализ опубликованных материалов, ссылки на которые при­ведены выше, дает достаточно полное представление о приме­няемых технологиях. Один показатель, который был обязатель­ным во всех проведенных исследованиях, связанных с нанесением защитных покрытий, — это минимально допустимая толщина таких покрытий, которая должна быть s^ 0,127 мм.

Справочник по композиционным материалам

Пластики, полученные методом намотки

Быстрое развитие исследований и применение материалов, полученных намоткой, привело к созданию большого числа специ­фикаций и стандартов на методы их испытаний. Следующие стан­дарты ASTM представляют собой интерес: ASTM D2290-76. Определение предела …

Другие виды испытаний

Ряд испытаний должен проводиться при повышенных темпера­турах. Зависит это от типа композиционного материала и области его применения. Обычные композиты не должны терять проч­ность и модуль после получасовой экспозиции при темпера­туре …

Влияние длительной выдержки в окем*М;-г! иа глубине 1737 м на свойства СВКМ

Показатель Исходные значения После выдерж­ки на глубине 1737 м в тече­ние 1045 сут Показатель Исходные значення После выдерж­ки на глубине 1737 м в тече­ние 1045 сут А0Ж( МПа £сш, ГПа …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.