автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Расчетно-экспериментальный метод моделирования молниезащиты и разработка молниезащитной системы углепластиковых конструкций

для служебного пользрвания.Экз.Кз

Всероссийский научно-исследовательский институт р ф 0 д авиационных материалов (ВИАМ)

- Аи? Ж

На правах рукописи *

СОБОЛЕВСКАЯ ЕЛЕНА ГЕОРГИЕВНА

УДК 629.782.ЬЫ.594.221'

" Расчетно-экспериментальный метод моделирования молниезащиты и разработка молниезащитной системы углёпластиковых конструкций".

специальность lto.J2.0I. - "Материаловедение в машиностроении"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1994г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательское институте авиационных материалов.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

Член-корреспондент академии технологических наук РОССИИ д.т.н..профессор Гуняев Г.М

Доктор технических наук Начальник НИО, В ИМ Кондратов Э.К.

Кандидат технических наук С.Н.С. Шзяев A.C.

ГОСНИИГА

Защита диссертации состоится на заседании специализированного совета д.04ti.02.0I Всероссийского института авиационных материалов

ч

Адрес: 10700о,г.Москва,ул.Радио, д. Г?,ВИМ

автореферат разослан 1994г.

Ученый секретарь специализированного совета к.хим.н., Старостенко Н.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы определяется крупной научно-технической пробле->й обеспечения молниезащиты и повышения безопасности эксплуатации ле-1тельных аппаратов.

В связи с бурным развитием авиатранспорта значительно возросло 1Сло летных происшествий,вызванных воздействием молнии. Известны слу-ш, когда воздействие молнии приводило к тяжелым авариям,в том числе разрушениям элементов конструкции планера самолета. Особенно значи-гльные повреждения получают углепластиковые детали,широко внедряющи-:я в авиастроении в настоящее время. Обусловлен этот факт природой атериала. Для обеспечения безопасности полетов и надежности летатель-;х аппаратов необходимо создавать специальные молниезащитные систе->1 (МЗС),обеспечивающие молниестойкость конструкций. Имеющиеся в литерале сведения о разработке таких систем МЗС носят,как правило, реклам-||й характер и не могут быть использованы для решения практических за-14 молниезащиты. Обычно отсутствуют сведения о конструктивных особен-)стях защиты, технологии ее изготовления и нанесения, применяемых ла-жрасочных покрытиях и т.п. Некоторые виды защиты не могут быть ис-зльзованы из-за низкой молниестойкости,большого привеса, большой тол-шы,низкой эксплуатационной надежности и т.п. характеристик, не удов-зтворяющих нормам летной годности. Разработки МЗС ведутся путем подэра материалов по результатам прямых высоковольтных испытаний на злниестойкость,что приводит к значительным временным и материальным 1тратам,поскольку стоимость испытаний и изготовление опытных образцов сериалов достаточно высока. Для нашей страны работа особенно актуаль-I т.к. вся отечественная авиационная техника в настоящее время экс-1уатируется вообще без средств молниезащиты углепластиковых конст-тций.

Целью работы является установление зависимостей между молниестой->стью материала,его основными физическими свойствами,структурой и то-)выми параметрами разряда молнии,позволяющих моделировать МЗС для об-1вок л.а., а также разработка защиты для углепластиковых конструкций.

Для достижения поставленной цели работа проводилась в следующих травлениях:

1) Анализ существующих способов молниезащиты и постановка задачи.

2)Анализ процесса воздействия тока молнии на материал и определе-ге зависимостей,связывающих его физические свойства и токовые парамет-1 разряда. Моделирование структуры МЗМ.

3)Разработка с учетом выявленных закономерностей МЗС для углеплас-1КОВЫХ конструкций.

Оптимизация состава и структуры материала МЗС применительно к тр^ ваниям эксплуатации типовых конструкций планера самолета.

4) ВьиНалеИие особенностей совмещения углепластиковой обшивки МЗС, разработка технологии нанесения МЗС на углпластиковые изделия детали.

5) Оценка эксплуатационной и функциональной надежности углепл ка с молниезащитным слоем,прогнозирование календарного срока служб составе изделий.

6)Разработка техдокументации,необходимой для внедрения МЗС в изделия отрасли,опробование и внедрение МЗС в конструкцию конкретн агрегатов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Проведен анализ процесса воздействия молнии на плоские обш их разрушения под действием интенсивных токов. Впервые установлены висимости между токовыми параметрами молнии,молниестойкостью матер и его физическими свойствами.

2) Выбран перечень параметров материалов, определяющих их мол стойкость и позволяющий осуществлять комплексное моделирование МЗС Экспериментально показана адекватность предложенной модели реальны процессам разрушения проводящих материалов токами молнии.

3) Показана применимость предложенного метода для решения пра ческих задач на примере моделирования МЗС углепластиковых конструк л.а., расположенных в зоне прямых разрядов молнии (зона I).

4) Исследованы физические свойства нового смоделированного ма риала МЗС,особенности его совмещения с углепластиком в единую поли ричную, полинаполненную систему,отработана технология изготовления шивок л.а. из таких материалов. Наоснове полученных экспурименталь данных проведено прогнозирование календарных сроков службы и экспл ционной надежности МЗС в составе изделий авиационной техники.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1) Предложена методика теоретического моделирования материало для МЗС,позволяющая сократить временные и материальные затраты на работку защиты для конкретных изделий,учитывая при этом требования надежности,функциональной эффективности,весу,ремонтопригодности и а также конкретные конструктивные особенности агрегатов.

2) Впервые разработана многоразовая молниезащитная система уг пластиковых деталей размещающихся в зоне прямых разрядов молнии, щая весовые характеристики в 2 раза ниже,чем у МЗС,применяющихся в ровой практике, при надежности защиты 0,999 и обеспечивающая сохра прочности обшивки на уровне УМ непосредственно в центре воздейс

4ала молнии. Защита включается в конструкционную схему обшивки,обес-чивая повышение механических характеристик на 20-25%,остаточной проч-:ти после ударного воздействия до 30%,эрозионной стойкости в 15-20 з.

Применение этой молниезащиты позволяет значительно повысить на-кность и безопасность применения авиационной техники в сложных метео-иовиях при минимальном повышении веса конструкции (до 160г/м^).

3) Разработан пакет научно-технической документации,обеспечиваю-\ внедрение молниезащиты в конструкцию л.а.

На защиту выносятся:

- рассчетно-экспериментальный метод моделирования материалов МЗС;

- разработка МЗС для углепластиковых конструкций,располагающихся в зоне прямых разрядов молнии;

- комплекс исследований по разработке технологии нанесения молниезащиты на углепластиковые детали и прогнозированию календарного срока службы МЗС в составе изделий авиационной техники.

Результаты работы используются АШК "ОКБ Сухого",АК им. Ильюши-,ММЗ им. Яковлева, ММЗ им. Микояна и др. при прогнозировании молни-гойкости конструкций из углепластиков и разработке и внедрении МЗС.

Работа представлялась и обсуждалась на научно-технических сове-с ВИАМ,отраслевых семинарах (19Ь0-1992г.г.), на 20-ой международной 1ференции по молниезащите в ИнтерлакенеСШвейцария,сентябрь 1990г), международной конференции "Перспективные направления авиационного гериаловедения" (Москва,сентябрь 1990г.),на Московской международ-\ конференции по композитам (Москва,ноябрь 1990г), на авиакосмичес-а салоне в Ля Бурже ( Франция,1990г.)

Основное содержание диссертации изложено в 6 работах (печатные 5оты - 5, авторское свидетельство на изобретение - I)

В первой главе анализируются имеющиеся в литературе сведения характере воздействия молнии на летательные аппараты вцелом и угле: ластиковые конструкции, причины разрушения последних под действием ка молнии и методы их молниезащиты,применяемые в мировой и отечестЕ ной практике.

Развитие всепогодаой авиации повлекло учащение летных происшес вий связанных с поражением самолетов молнией. По статистическим да} в год происходит до 150 таких происшествий,или примерно одно пораже молнией самолета на 2000 летных часов.

Наиболее подвержены молниевым поражениям концевые участки крш и хвостового оперения,т.е. как раз те конструкции, в которых HaH6oj широко применяются углепластики.

В отличие от металлов, получающих при поражении их молнией ло! ные повреждения в виде оплавленных отверстий или кратеров,углеплас ки разрушаются взрывоподобно из-за чрезвычайно быстрой деструкции < зугацего,обессмоливаются на значительной площади и при этом происхо; разрушение и распушение углеродного наполнителя. Кроме того,размер| повреждений,диаметр которых может достигать 20- 25 см,увеличиваютс! набегающим воздушным потоком,приводя к потере несущей способности конструкции.

В связи с расширением объемов применения углепластиков в сил! вых конструкциях планера самолета последнее десятилетие вопросу по шения их молнестойкости уделяется большое внимание. Практически bci ведущие авиационные фирмы мира ведут активные исследования в облае молниезащиты углепластиковых конструкций. На практике почти все п меняемые варианты молниезащиты сводятся к обеспечению повышения по хностной проводимости углепластика. Применяются сплошные и дискрет; в виде шин,покрытия из фольги или напыленного металла,различные ва анты сетчатых покрытий. В последнее время широко рекламируются пок тия на основе металлизированной стеклоткани ThonstkAnd и никелир ванной углеродной ткани Btymeie* С Stvei /00.

Анализ литературных данных показывает, чтд большинство молние щитных систем не обеспечивает молниестойкость углепластиковых коне рукций. Наиболее надежные системы обладают значительным весом.Кром того, по наиболее эффективным способам молниезащиты отсутствуют св ния о конструктивных особенностях МЗС и особенностях технологии ее нанесения. Оценка молниестойкости углепластиков с защитой проводит как правило, при параметрах тока значительн ниже нормированных. Н нократные попытки воспроизвести из отечественных материалов предла мые системы молниезащиты, либо разработать материалы с аналогичным

щитными свойствами, показали, что молниестойкость этих систем чрез-чайно низкая и , как правило, углепластиковые обшивки получают при соковольтных испытаниях,имитирующих воздействие молнии, значительные вревдения.

Кроме того, в связи стем, что углепластики являются по своей при-де коррозионноактивными материалами,т.е. при контакте с большинством таллических сплавов вызываю коррозии последних,весьма проблематичной тается эксплуатационная надежность ( способность сохранять функцио-льную эффективность в процессе длительной эксплуатации техники в раз-чных климатических и погодных условиях) предлагаемых молниезащитных стем.

Учитывая вышеизложенное,можно сделать вывод,что предлагаемые в стоящее время за рубежом молниезащитные системы для углепластиковых нструкций имеют ограниченные возможности. Практически ни одна из С не отвечает требованиям НЛГС-3 и ведущих авиационных фирм страны молниестойкости,весовой эффективности.аэродинамическим характеристи-м,эксплуатационной надежности.

Анализ методов разработки молниезащиты показывает, что выбор ма-риалов ведется экспериментально путем прямых испытаний на молниестой-сть,что требует значительных временных и материальных затрат и часто дает положительных результатов.

В связи с этим, установление зависимости между молниестойкостыо териала.его основными физическими свойствами,структурой и токовыми раметрами разряда молнии,позволяющей относительно быстро и с малыми териальными затратами проводить конструирование МЗС,а также разра-тку высоконадежной и многофункциональной молниезащиты для силовых лепластиковых конструкций,обеспечивающей их молниестойкость при воз-йствии прямого разряда молнии,имеющей малый вес.технологичной, не ижающей функциональную надежность в процессе эксплуатации в составе делий авиационной техники,представляется актуальной и важной задачей.

Вторая глава посвящена разработке на основе расчетно-эксперимен-льной методики моделирования материала для МЗС углепластиковых конст-кций, располагающихся в зоне прямых разрядов молнии,имерщей высокую дежность и оптимальные весовые характеристики.

При воздействии молнии на материал основные повреждения в нем оисходят,по-видимому, вследствие выделения в месте контакта доста-1но большой энергии. Эта энергия поступает из приэлектродной зоны

в виде теплового потока из канала молнии а также выделяв

в объеме материала из-за его нагрева при растекании токов молнии Рассматривая молниезащитный слой изолированно от массы угле ка, представим его в виде тонкой пластины. Тогда удельное энерго! ление в нем можно представить в виде: l

dM --(¡Mdékh f ^ j' dl (I

где: t - радиус растекания тока молнии

¿ - длительность протекания тока молнии t и Ü9- ток молнии и приэлектродное падение напряжения Используя упрощенную модель тока в виде униполярного импулы главного разряда с последующим наложением на него постоянной cocí ляющей,можно ток молнии представить в виде зависимостей:

Ir при Oí¿

(2)

г „ f¿, á¿ С

L л при с' п

т С* 9"

где: 1 г ¿у», - максимальное значение,длительность фронта и ^ длительность импульса главного разряда 1п, ¿п - ток постоянной составляющей и длительность протекания

Тогда считая,что вследствие малой толщины «IX и малой длител ности протекания тока процессы идут адиабатически,а также пренебр при этом малыми членами в уравнении, получаем зависимость для опр ления площади разрушения материала:

г ^ Jr't. „

(

где: - импирический коэффициент

1г максимальное значение и длительность импульса тока

С? - заряд,перенесенный током молнии через контактное пя »- электропроводность материала

У и С - плотность и теплоемкость материала Т0 и /* ~ начальная и критическая температура нагрева материала /) - толщина материала

1/~9 - приэлектродное падение напряжения

Полученная зависимость достаточно условна,однако позволяет сформылировать требования к физическим свойствам материала: высокая электропроводность,низкоплавкость,высокая теплоемкость и теплостойкость. Кроме того,эта зависимость позволяет прогнозировать объемы разрушений проводящих материалов молнией.

Экспериментальная оценка молниестойкости образцов проводящих материалов подтвердила адекватность зависимости реальным условиям разрушения материала,показав схорошую сходимость результатов токовых испытаний расчетный оценкам.

В цель выяснения возможности применения предложенной модели для разработки материалов МЗС была предпринята попытка сконструировать с ее помощью материал,стойкий к воздействию прямого разряда молнии.

Принимая в(3) толщину защитного слоя 0,2-0,5мм и площадь зоны разрушения не более размера канала молнии =10~^м), й = 200Кл, получаем при 2£=Ь-9 В, ^=2,7г/см^ и Тк=Тплавл.=660°С, что соответствует алюминию,как легкоплавкому и электропроводному материалу.который более применим по сравнению с медью для МЗС самолетов,значения теплоемкости С = 10 Дж/кг °К .

Требуемыми свойствами должны обладать материалы системы алюминий - бор и алюминий - углерод.

После предварительных технологических проработок были получены образцы угле- и бороапюминия.содержащие 50-70% по объему алюминия и 50-30/6 соответственно углеродного или борного волокна. Толщина покрытия была 0,2 - 0,4 мм.

Оценка коэффициентов теплоемкости этих материалов показала,что они близки-и определяются, в основном, наполнителем. Их значения колеблятся от 0,9 до 1,3а кДж/кг °С. Электропроводность материала определяется алюминиевой матрицей и соответствует алюминию.

Результаты оценки удельной энергии разрушения материалов показали превосходство бороалюминия над углеалюминием,что было подтверждено результатами испытаний на молниестойкость.

Проведенная разработка показала возможность теоретического моделирования МЗС на основе предложенной расчетной модели и позволила значительно сузить круг материалов,которые могли бы быть

использованы для МЗС и сократить временные и материальные затраты на разработку.

Полученные результаты показали,что для защиты углепластиковых об-щивок от воздействия канала и тока молнии с параметрами зоны А может использоваться МЗС на основе бороалюминия, однако для возможности ее применения на реальных изделиях необходимо было уточнить состав и стр: туру материала,а также оценить влияние на молниестойкость защиты лак< красочного покрытия,используемого для окраски самолетов.

Экспериментально, по результатам оценки молниестойко.сти, веса,ко| розионной стойкости и механической прочности образцов углепластика с покрытием из бороалюминия различной структуры и состава,исходя из услс вий выполнения совокупности требований:молниестойкость,оптимальные механические характеристики,минимальный вес, максимальная эксплуатационь надежность, был уточнен состав и структура металлокомпозита.получившег марку МБА, а так же требования к проводящим свойствам лакокрасочного покрытия для МЗС.

Поскольку углепластик и покрытие МБА по своей физической природе являются разнородными материалами, их сочетание в одной конструкции п{ ставляет определенную опасность с точки зрения работоспособности в условиях воздействия атмосферной влаги и рабочих температур.

Третья глава посвящена исследованиям физических свойств материал которые могут оказать негативное влияние на работоспособность обшивки углепластик - МБА, а также отработке технологии нанесения МБА на угле пластиковую обшивку,обеспечивающую возможность включения МБА в расчетную схему обшивки и эксплуатацию последней в составе изделий авиационной техники.

Контакт углепластиков с алюминиевыми сплавами опасен в коррозионн отношении,т.к. разность потенциалов между ними может достигать IB, что предопределяет возможность электрохимической коррозии металла.Аналогич ное явлениз может происходить при контакте углепластика с МБА.

Проведенные электрохимические исследования,в частности,оценка эле рохимических потенциалов МБА и углепластиков нескольких марок в средах разной кислотности при различных температурах, оценка изменения потен циалов материалов во времени и анализ поляризационных кривых,снятых по тенциостатическим методом,подтвердили эти опасения.

Полученные данные по электрохимической активности пары были подтверждены результатами экспозиции образцов углепластика КМУ-4л с покрытием МБА в солевой камере и камере тропиков,имитирующих условия морско

ропического климатов, а также при полном погружении в 0,2% растив

Результаты исследований подтвердили предположение о том, что для ышения коррозионной стойкости покрытия и обеспечения эксплуатацион-надежности МЗС МБА требуются специальные меры,заключающиеся в макальной изоляции контактирующих материалов и защиты контакта от про-яовения электролита.

Другой проблемой,возникающей при совмещении углепластика и МБА яется различие их коэффициентов линейного термического расширения, словленное различием природы ком онентов и,прежде,всего матриц в к материалах. В процессе изготовления обшивки и при ее последующей глуатации могут наблюдаться значительные поводки обшивок, отслаи-ле покрытия,вызванное развитием внутренних напряжений: на границе цела при изменении температуры.

Установлено,что КЛТР углепластиков имеет отрицательное значение, . при нагреве линейные размеры материала уменьшаются в противопо--юсть металлам и МБА,у которого в направлении армирования перпенди-¡трном борному волокну изменение КЛТР аналогично алюминию, а в нап-иении по борному волокну определяется характеристиками последнего.

Необходимость обеспечения высокой адгезионной прочности соедине-МБА-углепластик,нивелирования разности КЛТР и повышения коррозион-

стойкости заставила разработать ступенчатую технологию,включающую

- введение разделительных слоев

- нанесение на МБА неорганических неметаллических покрытий

- введение в зону контакта ингибиторов коррозии

- нанесение лакокрасочных покрытий.

Экспериментально, порезультатам прямых коррозионных испытаний с эделением остаточной прочности углепластиковой обшивки с покрытием на сжатие и клеевого соединения на отрыв были выбраны:

- материал разделительного слоя и его толщина

- метод нанесения неорганического неметаллического покрытия, уточнены его режимы

- состав и технология нанесения специального адгезионного грунта с ингибиторами коррозии,повышающего технологическую живучесть оксидной пленки и коррозионную стойкость МБА

- грунта для окраски углепластика со стороны внутреннего силового набора препятствующего проникновению влаги через массу ПКМ в клеевой шов.

Четвертая глава посвящена уточнению особенностей поведения маг риала и прогнозированию срока службы МЗС МБА углепластиковых коне ций в условиях эксплуатации авиационной техники.

Были оценены прочностные характеристики углепластиковых обши! покрытием МБА при растяжении,сжатии,отрыва(на грибах).сдвиге в шк ти листа и малоцикловом нагружении как на образцах без поврежден^ так и с концентраторами повреждений в виде трещины,отверстия под крепеж и ударного повреждения.

Результаты оценки прочностных и ресурсных характеристик пока: что прочность при растяжении,сжатии и малоцикловом нагружении на разцах углепластика с покрытием МБА на 20/о выше,чем на аналогично! углепластике без покрытия, а прочность при отрыве и сдвиге в плоа ти листа определяется прочностью углепластика. Применение покрыта в 2,5 раза повышает удельную ударную вязкость и на 30,1 остаточную прочность после ударного воздействия.Несущая способность обшивки ; пластик- МБА с повреждением определяется углепластиком. Трещиност! кость и малоцикловая усталость образцов с концентраторами находят на уровне углепластика без покрытия.

Оценка эрозионной стойкости покрытия показала,что оно в 20ра: превосходит углепластик по стойкости к пылевому воздействию и Haxi дится на уровне алюминиевых сплавов.

Исследование влияния основных климатических и эксплуатационн] факторов,таких, как знакопеременные температуры,тепловлажноотные плексы, а также их совокупности,в том числе,с наложением малоцикл и ударных нагрузок,имитирующих эксплуатацию изделия в морских уел виях,показала высокую работоспособность материала: остаточная ста ческая (&в и (}отр) и динамическая прочность ( О^мцу) углепласт с покрытием МБА практически не снижается. Эти данные хорошо корре ют с результатами, полученными после естественного старения в теп влажной и морской тропической зонах. Во всех случаях отмечались н чительные коррозионные повреждения.

Исследование функциональной эффективности МЗС МБА после уско ного и естественного старения показали высокую надежность защиты, поскольку характер и объмы повреждений практически не изменились сравнению с исходным вариантом.

На основании полученных результатов оформлено заключение по кален ным срокам службы углепластиковых обшивок с покрытием МБА.Ориенти вочный срок службы обшивок в составе изделий установлен - Юлет.

Пятая глава посвящена вопросам внедрения разработки.

Параллелсно с исследовательскими работами шла разработка техдоку-знтации, необходимой для обеспечения внедрения МЗС в серийное произ-5детво и опробование технических решений в опытном производстве веду-га КБ отрасли. >

Совместно с 0ЛШ1А МЭИ и МИ на основании результатов испытаний >разцов панелей и опытных агрегатов предприятий ММЗ им. Микояна и 13 им. Сухого были выпущены "Рекомендации по применению монослойного )роалюминия в качестве молниезащитного покрытия съемных агрегатов из \пепластиков". Рекомендации по применению покрытия МБА в качестве Мол-1езащиты углепластиковых конструкций вошли в дополнение к МОС НЛГС-3: '-172-87 "Молниезащита элементов конструкци,выполненных с применением >мпозиционных материалов".

Были разработаны и выпущены "Рекомендации по применению монослой->го бороалюминия в качестве молниезащитного покрытия съемных агрега->в из углепластиков". Усовершенствование Технологического процесса несения покрытия МБА на углепластиковые конструкции и результаты 1енки эксплуатационной надежности обшивок из углепластика с покрытием >А при ускоренном и естественном старении и воздействии нагрузок экс-[уатационного уровня нашли отражение в РТМ 1.2.124-88 "Молниезащита •лепластиковых агрегатов,расположенных зоне прямых разрядов молнии"

Разработанная технология прошла опробование при изготовлении конк-:тных изделий (киль изд.10,панель элерона изд. 96-300,носок крыла изд. •I?). При этом в зависимости от конструктивных особенностей агрегатов, :сплуатационных требований к ним и конкретных условий производства очнялись марка углепластика и клея,схема выкладки обшивки и МБА, ремы технологических операций. Оценка молниестойкости этих агрегатов и воздействии нормированных токов молнии,дала положительные результа-I (объемы повреждений защиты были аналогичны получаемым при испытаниях шивок).

Повторно^статические испытания руля направления до молниевых испы-ний и после них не зафиксировали изменений несущей способности агре-та и отслоений МБА.

Проведенный комплекс работ позволил рекомендовать разработанную лниезащитную систему к внедрению в конструкции авиационной отечест-нной техники.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Основные научные и практические результаты работы следующие:

1. Впервые установлены зависимости между молниестойкостыо мате риала,его физическими свойствами и токовыми параметрами молнии,выбра! перечень характеристик материалов,определяющих молниестойкость после, них. Разработан расчетно-экспериментальный метод,позволяющий осуществлять комплексное моделирование МЗС. Экспериментально показана адекватность предложенной модели разрушения проводящих материалов токами молнии.

2. Показана применимость предложенного метода для решения практ! ческих задач на примере моделирования МЗС углепластиковых конструкци{ л.а. .расположенных в зоне прямых разрядов молнии (зона I).

Разработанная МЗС имеет весовые характеристики в 2 раза ниже, чем у МЗС,применяемых в мировой практике,при надежности защиты 0,99£ и обеспечивает сохранение прочности обшивки на уровне ЬЛ непосредственно в центре воздействия канала молнии.

Экспериментально обоснованы и уточнены состав и структура, а так электрофизические характеристики компонентов МЗС:покрытия МБА и специального токопроводящего лакокрасочного покрытия.

3. Исследованы физические характеристики материала МЗС и несколь ких марок углепластиков. Показано,что монослойный бороалюминий,в отли чие от углепластиков с ростом температуры ведет себя аналогично метал лам и имеет значительную анизотропию свойств.Кроме того,контакт МБА с углепластиками опасен в связи с возможностью контактной коррозии покрытия. С учетом необходимости обеспечения высокой адгезионной прочное соединения МБА с углепластиком,повышения коррозионной стойкости покры тия и его эксплуатационной надежности разработан техпроцесс изготовле ния и нанесения МЗС на углепластиковые обшивки и детали.

4. С целью прогнозирования работоспособности МЗС МБА были проведены комплексные климатико-ресурсные испытания в лабораторных и натурных условиях,оценены физико-механические характеристики углепластиковых панелей с покрытием МБА,уточнен вклад последнего в прочность обши| ки и сохраняемость функциональной эффективности защиты при длительной эксплуатации в составе изделий авиационной техники.

Показано,что защита может включаться непосредственно в конструкционную схему углепластиковой обшивки,обеспечивая повышение механических характеристик последней на 20-25% и эрозионной стойкости в 1520 раз, с сохранением характеристик в течение Юлет эксплуатации в сос

аве изделий летной техники.

о. Результаты работы отражены в нормативной документации: МУ-172-Ь? "Молниезащита элементов конструкций,выполненных с применением композиционных материалов'Ч дополнение к МОС НЛГС-3) РТМ 1.2.124-Ш "Молниезащита углепластиковых агрегатов, расположенных в зоне прямых разрядов молнии".

Опробование предложенной технологии при изготовлении конкретных онструкций изделий отрасли (Ил 96-300,изд.10,изд.9-12) и оценка их олниестойкости позволили рекомендовать разработанную молниезащитную истему к внедрению в конструкции авиационной техники.

1. Соболевская К.Г.,Гуняев Г.М..Митрофанова ¿.А. .Молниестойкость глепластиков, Сборник "Вопросы авиационной науки и техники.Авиационные атериалы.Неметаллические композиционные материалы" ВИАм,19в6г.с.79-Ь4

2. Соболевская Е.Г..Борисов Р.К..Прохоров Е.Н.,'Исследование теп-ового воздействия двгацущейся дуги на элементы конструкции летательно-э аппарата. Межвызовский сборник научных трудов ЧТУ им. И.Н.Ульянова, збоксары,19а9г. с.71-79

3. Соболевская Е.Г.,Авруцкий В.А..Сергиевская И.М., Электрофизи-эские характеристики эпоксидных углепластиков и их молниезащита, 5орник докладов 20-ой международной конференции по молниезащите,Ин-эрлакен.Швейцария.д.6.3., 1990г, с.5.3/1 - 6.3/3

4. Соболевская Е.Г.,Гуняев Г.М..Кожухов В.М. .Митрофанова ¿.А., инструкционная молниезащита для изделий из углепластиков. Тезисы док-1да на международной конференции "Перспективные направления авиаци-1 шого материаловедения",Москва,ВИАМ,1990г,с. 25

5. Соболевская Е.Г.,Гуняев Г.М..Митрофанова Е.А.,и др. Электро-1зические характеристики проводящие полимерных композиционных мате-1алов при воздействии сильных импульсных токов и молниезащита угле-тстиковых конструкций. Тезисы доклада на международной конференции

) композитам,АН СССР,СА"Перспективные материалы",Москва, 1990г. с.235-36.

6. Соболевская Е.Г.,Сорина Т.Г.,Браверман Б.Г. и др,!, а.с.#649665 1делие из композиционных материалов.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: