Влияние электротермического воздействия молнии на безопасность полетов воздушных судов

Разумовский, Анатолий Николаевич

Эксплуатация воздушного транспорта

автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Влияние электротермического воздействия молнии на безопасность полетов воздушных судов

кандидата технических наук: Разумовский, Анатолий Николаевич
город: Москва
год: 2000
специальность ВАК РФ: 05.22.14

Диссертация по транспорту на тему «Влияние электротермического воздействия молнии на безопасность полетов воздушных судов»

Автореферат диссертации по теме "Влияние электротермического воздействия молнии на безопасность полетов воздушных судов"

РГБ Ой

Разумовский Анатолии Николаевич

На правах рукописи

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЛНИИ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТОВ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000

Диссертация выполнена в Московском государственном техническом университете гражданской авиации

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор Камзолов Сергей Константинович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук профессор Фролов Виктор Петрович,

- кандидат технических наук доцент Орлов Александр Васильевич

Ведущая организация -Государственный научно-исследовательский

Защита состоится 7 декабря 2000 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д.072.05.01 при Московском государственном техническом университете гражданской авиации (128838 Москва, Кронштадтский бульвар, 20).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА.

Автореферат разослан « »_2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

институт гражданской авиации

С.К. Камзолов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Воздушный транспорт, будучи неотъемлемой частью транспортной системы страны, призван обеспечить своевременное, . качественное и полное удовлетворение потребностей в перевозках.

Выполнить поставленную задачу можно лишь путем внедрения новой авиационной техники с обеспечением высокой безопасности и регулярности полетов воздушных судов (ВС). Одной из важнейших проблем в деле обеспечения безопасности и регулярности полетов в гражданской авиации (ГА) является проблема неблагоприятных метеоусловий и, в частности, взаимодействия воздушных судов (ВС) с атмосферным электричеством. По данным ИКАО около 11% авиационных происшествий, связанных с неблагоприятными метеоусловиями, обусловлены поражением ВС молнией.

Частота поражения самолетов молнией достаточно высока. Например, в Европе (без стран СНГ и Прибалтики) каждый гражданский самолет, в среднем, через 2-2,5 тысячи часов налета поражается молнией. Отечественная статистика дает частоту поражения самолетов ГА существенно меньшую. Причин тому несколько, начиная с более жестких запретов на полеты в зонах интенсивной электрической активности атмосферы и заканчивая нежеланием экипажей докладывать о поражении ВС разрядами, если это не зафиксировано объективными методами контроля.

актуальной. В России и за рубежом интенсивно проводятся научные исследования в области взаимодействия ВС с атмосферным электричеством, а также разработка мер по обеспечению безопасности полетов в этих условиях.

При поражении ВС молнией наряду с повреждениями авиационного радиоэлектронного оборудования, а также с нарушением работы двигателей, происходит повреждение элементов конструкции в виде оплавлений и прожогов материала, деформаций и др. Наиболее опасным воздействием непосредственно в момент поражения является электротермическое воздействие молнии на обшивку в зонах расположения топливных баков из-за возможного взрыва паров топлива. В литературе имеются сведения об авиационных происшествиях и катастрофах, вызванных этой причиной.

Разработка мероприятий по безопасности полетов в условиях возможного попадания молнии в жизненно важные зоны ВС, а также по его восстановлению и ремонту после удара молнии требует решения актуальной задачи исследования процессов электрической эрозии авиационных конструкций и материалов с учетом их эксплуатации, а также разработки методов проведения испытаний элементов конструкций ВС на стойкость к электротермическому воздействию молнии.

Настоящая диссертационная работа посвящена решению актуальной научной задачи, относящейся к проблеме обеспечения безопасности полетов ВС в условиях электрической активности атмосферы в части обеспечения стойкости элементов конструкции к электротермическому воздействию молнии.

Целью работы является исследование электротермической стойкости авиациоииых конструкций и материалов к воздействию импульсной составляющей тока молнии с учетом условий их эксплуатации и разработка методов испытаний.

Работа направлена на обеспечение безопасности полетов в условиях электрической активности атмосферы.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1. • Разработка методики лабораторного исследования последствий электротермического воздействия ИС тока молнии на окрашенные элементы конструкции ВС, в том числе:

а) выбор параметров электрического разряда;

б) выбор длины разрядного промежутка;

в) исключение магнитных полей обратных токопроводов;

г) обоснование способа инициирования разряда.

2. Разработка экспериментальной установки для исследования электротермического воздействия сильноточных импульсных разрядов на окрашенные металлические элементы конструкции ВС.

а) типа и термической обработки металлических материалов;

б) параметров лакокрасочных покрытий (ЛКП), наносимых на поверхность конструкции;

в) полярности разряда;

г) амплитуды тока разряда;

д) величины переносимого электрического заряда;

е) количества импульсов в разряде;

4. Исследование скрытых дефектов и локальных областей разупрочнения в зоне воздействия разряда.

5. Разработка математической модели электрической эрозии окрашенных металлических материалов при воздействии на них ИС тока молнии.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

1. Проведено теоретическое и экспериментальное обоснование конструкции разрядной камеры, предназначенной для исследования электротермического воздействия на окрашенные элементы конструкции ВС сильноточных импульсных разрядов, воспроизводящих ИС тока молнии.

2. Получены экспериментальные данные о зависимости глубины кратеров электрической эрозии на окрашенных элементах конструкций ВС в зависимости от:

а) типа и термической обработки металлических материалов;

б) параметров и характеристик ЛКП;

в) полярности разряда;

г) амплитуды тока разряда;

д) величины переносимого разрядом электрического заряда;

е) количества импульсов в разряде.

3. Изучены скрытые дефекты и зоны локального разупрочнения материала, возникающие в конструкции ВС после воздействия ИС тока молнии.

4. на основании выбранной математической модели получена формула для определения глубины кратеров электрической эрозии при воздействии сильноточных разрядов на окрашенные металлические материалы.

Практическая значимость работы состоит в том, что использование ее результатов позволяет:

1 .Разработать методику лабораторных исследований электротермических процессов при воздействии молнии на элементы конструкции ВС.

2.Сформулировать технические требования по обеспечению молниестойкости элементов конструкций ВС, как на стадии проектирования, так и при эксплуатации.

3.Разработать дополнения в Нормы летной годности ВС и в Методы определения соответствия этим нормам в части обеспечения молииестокости металлических элементов конструкции и их живучести при последующей эксплуатации.

4. Разработать соответствующие разделы в Регламенты технического обслуживания и ремонта ВС после поражения молнией, а также дополнений в Технологические указания, связанные со спецификой повреждения элементов конструкции разрядами атмосферного электричества.

На защиту выносится совокупность научных положений и результатов, лежащих в основе решения проблемы обеспечешм стойкости окрашенных элементов конструкции ВС к электротермическому воздействию молнии, их последующего технического обслуживания и ремонта, а именно:

1 .Экспериментальная установка и методика исследования последствий воздействия сильноточного электрического разряда, воспроизводящего ИС тока молнии, на окрашенные металлические материалы.'

2.Экспериментальные данные по электрической эрозии окрашенных металлических элементов конструкций ВС с учетом их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.

3.Результаты экспериментального исследования скрытых повреждений и местного разупрочнения, возникающих в зоне воздействия разряда.

4.Теоретическая модель электрической эрозии окрашенных металлических материалов при воздействии сильноточных импульсных разрядов.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались на: 1 Всесоюзной научно-технической конференции "Безопасность полета в условиях опасных внешних воздействий" (Киев. 1981 год); IV, V Всесоюзных конференциях по безопасности полетов (Ленинград, 1985 и 1988 гг.); научно-технических конференциях МГТУ ГА (МИИГА) (1981-1996 год). В полном объеме работа была доложена на расширенном семинаре в лаборатории молниезащиты, а также НТС НЦ ПЛГ ВС ГосНИИ ГА; Научном семинаре кафедры техники и электрофизики высоких напряжений МЭИ; расширенном заседании кафедры физики МГТУ ГА.

Внедрение результатов работы.

заместителем начальника ГлавНТУ МГА; "Дополнений и изменений Регламента и Технологических указаний по самолету ТУ-134", утвержденных заместителем начальника ГУЭАТ МГА.

При проведении НИР: "Внедрение результатов исследования влияния ЛКП на молниестойкость обшивки ВС" (№ ГР 75017940); "Определение исходных данных для оптимизации средств защиты летательных аппаратов гражданской авиации от воздействия атмосферного электричества" (№ ГР 78015018); "Исследование молниестойкости материалов конструкций самолетов и новых авиационных материалов" (№ ГР 81037090); "Проведение исследований по нормированию электрических воздействий на ВС и методов сертификационной оценки средств защиты" (№ ГР 01860006287); "Исследования с целью разработки рекомендаций по выполнению полетов в зонах электрической активности атмосферы" (№ 018601118393); "Проведение исследований с целью разработки технологии ремонта самолета после поражения молнией" (№ ГР 01880043428). Результаты работы также внедрены в АТБ 2-го Тюменского объединенного авиаотряда в виде рекомендаций по технологии ремонта авиационной техники после поражения ВС разрядом атмосферного электричества.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 29 научных работ, включая 9 статей в журналах и сборниках научных трудов, получено 2 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка литературы. Общий объем работы (без приложений) составляет 122

страницы и включает в себя 33 рисунка и 3 таблицы. Список литературы содержит 91 наименование.

Во введении обосновывается актуальность тематики исследования, формулируется научная новизна и практическая значимость полученных результатов, обсуждается состояние вопроса и приводится краткая характеристика работы.

В первом разделе приводится литературный обзор по статистике поражений и повреждений ВС молниевыми разрядами, статистике параметров ИС тока молнии, поражающих ВС и наземные объекты, существующим нормам и методам испытаний авиационных конструкций на молниестойкость при воздействии ИС тока молнии,, методам и результатам исследований электрической эрозии металлических материалов и элементов конструкций в смежных областях техники. Приводится классификация основных механизмов повреждения самолета молнией:

• повреждение и разрушение элементов конструкции, а также оборудования и коммуникаций вследствие электротермического воздействия разрядного тока,

• повреждения элементов конструкции в виде остаточных деформаций вследствие электромеханического воздействия молнии, а также рождаемой молнией ударной волны,

• отказы элементов авионики из-за перенапряжений,

• остаточная намагниченность,

• нарушение устойчивости работы двигателей вплоть до помпажа, загорания и отказа.

Из анализа литературных источников следует, что: молниями поражаются все типы ВС; поражения происходят на любой высоте

и в любую погоду; основное количество поражений ВС ГА происходит вне грозовой обстановки; молнии, поражающие ВС могут содержать от одного до нескольких десятков импульсов.

Статистика повреждений ВС молниями показывает, что глубина образующихся при воздействии кратеров в металлической обшивке наиболее часто равна 0.1 - 0.4 мм, однако имеются многочисленные случаи сквозного прожога обшивки, которые в отдельных случаях приводят к катастрофическим последствиям.

Измерение параметров тока молний, поражавших самолеты, оснащенные специальными измерителями, показало, что амплитуда токов таких молний редко превышает 65 кА, а длительность 200-300 мкс. Существующие же нормы на параметры испытательного импульса электрического разряда ориентированы на данные измерения тока молнии, поражающей наземные объекты.

По статистическим данным параметры тока первой импульсной составляющей молнии, поражающей наземные объекты достигают значений: амплитуда тока в 50% случаев превышает 3040 кА, в 5% 70 кА, а в 2% случаев превышает 100 кА; характерная длительность переднего фронта составляет 10-15 мкс; общая длительность , редко превышает 240 мкс; заряд переносимый импульсной составляющей колеблется от 1 до 25 Кл; количество импульсов в одной молнии может достигать 10 и более; время между двумя последовательными импульсами в молнии в среднем составляет 30-40 мс.

Существующие нормы и методы испытаний авиационных конструкций и материалов на молниестойкость не конкретизируют методику их испытаний разрядами, воспроизводящими импульсную составляющую тока молнии. Поэтому для исключения влияния лабораторных условий на результаты испытаний было необходимо

провести ряд исследований для определения ограничений, накладываемых на эти условия.

Анализ литературных данных показал также, что и в авиации, и в смежных областях техники практически отсутствуют данные о повреждениях, возникающих на металлических окрашенных материалах, при воздействии на них сильноточных электрических разрядов, в том числе с параметрами, воспроизводящими первую импульсную составляющую тока молнии.

Задачи, описывающие распространение тепла в материале при электрической эрозии, являются нестационарными, нелинейными и не имеют аналитического решения. Кроме того, тепловые потоки, поступающие в материал при воздействии сильноточных разрядов, определяются целым рядом неопределенных условий (теплофизические характеристики материала, фазовый состав продуктов эрозии и т.д.). В связи с этим при расчете параметров электрической эрозии вводят ряд допущений, которые определяются условиями протекания процесса и характеристиками как разряда, так и материала конструкции.

В соответствии с изложенным, в разделе сделан вывод о том, что для разработки мероприятий по обеспечению безопасности полетов в условиях возможного попадания молнии в жизненно важные зоны ВС, необходимо провести экспериментальные исследования электротермического воздействия различных составляющих тока молнии, в том числе, ее импульсной составляющей, на металлические конструкции и материалы ВС с учетом условий их эксплуатации, а также разработать математическую модель . электрической эрозии окрашенных металлических материалов при воздействии сильноточного разряда.

Во втором разделе приведено описание экспериментальной установки и обоснование методики проведения эксперимента. Так как в лабораторных условиях практически невозможно воссоздать ИС тока молнии, из-за ее сложной, носящей стохастический характер формы, в нормах летной годности рекомендуется использовать униполярный импульс тока, у которого заданы: амплитуда тока, общая длительность импульса, скорость нарастания или длительность переднего фронта импульса, перенесенный заряд.

Однако при проведении конкретных исследований не всегда необходимо воспроизводить все нормируемые параметры ИС тока молнии. Например, при исследовании электрической эрозии нет смысла воспроизводить передний фронт импульса длительностью 2 мкс, т.к. при общей длительности импульса, составляющей несколько десятков микросекунд, его влияние будет незначительно, а технические трудности и затраты на его формирование (при сохранении амплитуды тока) значительно возрастают. Процесс электрической эрозии при воздействии сильноточных импульсных разрядов, определяется, в основном амплитудой тока, перенесенным зарядом и общей длительностью разряда.

Указанные соображения позволили в данной работе использовать импульс тока, имеющий форму затухающей синусоиды с максимальным током 40 - 200 кА, общей длительностью 75 - 300 мкс, длительностью переднего фронта 8-30 мкс и переносящий заряд 4 Кл. Для реализации этих параметров были использованы две электроразрядные установки: генератор импульсного тока (ГИТ) кафедры физики МГТУ ГА, обеспечивающей импульс с амплитудой тока 40-80 кА, периодом 80120 мкс, общей длительностью 200-300 мкс, длительностью переднего фронта 20-30 мкс и переносящим заряд 3-8 Кл, а также

высоковольтная установка лаборатории молниезащиты ГосНИИГА, позволяющая получать импульс с амплитудой тока 200 кА, общей длительностью 75 мкс, длительностью переднего фронта 8 мкс и переносящий заряд 4 Кл. В разработке и создании обеих установок автор данной работы принял самое непосредственной участие.

Принципиальная схема установки представлена на рис. 1.

Разрядный контур установки включает батарею конденсаторов Бк, управляемый воздушный разрядник Р и разрядную камеру Рк. Напряжение сети (~220 В) подается на повышающий трансформатор Тр. С трансформатора Тр напряжение 10 кВ через токоограничивающую емкость С и выпрямитель, собранный на диодах Д) и Д2 подается на батарею конденсаторов Бк. В установке предусмотрена возможность изменять количество конденсаторов в батарее. В данной работе количество конденсаторов изменялось от 4 до 8 штук, что соответствовало изменению емкости батареи от 10"4 Ф до 2 !04 Ф. Ошиновка батареи выполнена из оплетки коаксиального кабеля РК-50-11-13.

Управляемый воздушный разрядник Р представляет собой две угольные шайбы, разделенные регулируемым воздушным промежутком. Пробой этого промежутка (запуск разрядника) осуществляется импульсом высокого напряжения (30-35 кВ), через разделительные конденсаторы СР. Вырабатывается импульс высокого напряжения в установке СФР-2М.

Разрядная камера подсоединена к ЕНЭ коаксиальным кабелем типа РК-50-11-13. Для исключения электрического ветра, приводящего к отклонению проволочки, используемой для инициирования разряда, разрядный промежуток шунтирован сопротивлением Яр.

СФР-2М

ер >!■ Ср иЛ„

Рис.1. Принципиальная схема электроразрядной установки.

Коаксиальный шунт Я,,, совместно с запоминающим осциллографом С1-42 служит для измерения и регистрации тока разряда. Киловольтметр V служит для измерения напряжения на батарее конденсаторов.

Расчет основных конструктивных узлов ГИТ проведен исходя из необходимости получения на нем импульса тока с амплитудой 60 кА, периодом 110 мкс и переносимым электрическим зарядом 4 Кл.

Для создания такого импульса тока использован емкостной накопитель энергии с рабочим напряжением и=104 В и емкостью батареи конденсаторов С=15010'6 Ф. Расчет показал, что для получения импульса с заданными параметрами разрядный контур

должен иметь Ь = 2,16-1СГЛГн, и активное сопротивление г=5,610"2 Ом. Индуктивность Ьц и активное сопротивление Гц емкостного накопителя энергии равны соответственно Кбб-Ю^Гн и 2,7 10"2 Ом, индуктивность Ц и активное сопротивление гт токопровода равны, соответственно, 0,5-10"'' Гн и 0,410"2 Ом.

Расчетные значения индуктивности канала разряда Цг зависят от радиуса канала разряда и значения общей индуктивности разрядной камеры Ц При выбранных размерах разрядной камеры ее индуктивность 1Л в процессе развития разряда меняется от 0,27 10^ Гн до 0,1 10"Тн. Для дальнейших расчетов было принято среднее значение Ц=0,19 10"*' Гн. Это значение соответствует радиусу канала разряда около 102 м, что достигается приблизительно за 10 мкс от начала разряда. Но это время много меньше общей длительности используемого разряда, и поэтому принятое значение Ц вполне допустимо. Вместе с тем, это значение индуктивности более, чем на порядок меньше индуктивности всего разрядного контура и поэтому ее влияние на параметры разряда незначительно.

Активное сопротивление канала разряда также сильно зависит от времени и скорости ввода энергии. В разрядах данной мощности гк2 стабилизируется через 10-15 мкс и при длине разрядного промежутка 1=5 Ю"2 м составляет 10~2 Ом.

При оценке гк2 не учитывалось активное сопротивление обратных токопроводов и испытуемого образца, т.к. их ' сопротивление более, чем на порядок меньше сопротивления канала разряда.

Далее в разделе обоснован выбор параметров взрывающегося проводника, используемого для инициирования разряда, а также описано устройство для исключения влияния «электрического

ветра», вносящего неустойчивость и колебания взрывающегося проводника. Такое устройство содержит сопротивление, шунтирующее разрядный промежуток.

Скоростная фотография канала разряда с помощью камеры СФР-2М позволила выбрать радиальные размеры разрядной камеры. В разделе рассчитана и описана конструкция разрядной камеры, а также система измерения параметров электрического разряда. Главными элементами такой системы является коаксиальный шунт и запоминающий осциллограф С1-42. В работе приведен расчет параметров и разработана конструкция измерительного шунта. Из условия ограничения максимального тока электродинамической устойчивостью и термостойкостью шунта определены его геометрические размеры и электрические параметры. Определена также погрешность измерения напряжения на шунте за счет индуктивной составляющей, которая составила 3,6 %.

Раздел содержит описание системы измерений параметров тока разряда, а также характеристик электрической эрозии и скрытых повреждений.

В данной работе в качестве основного параметра электрической, эрозии принята максимальная глубина кратера, образовавшегося в материале после воздействия разряда. Этот параметр эрозии является одним из наиболее важных с точки зрения безопасности полетов ВС после поражения их молнией.

Измерения глубины кратеров проводились с помощью микроскопа ММР-4 с приборной погрешностью ±2 мкм. При минимальном увеличении микроскопа отыскивалось наиболее заглубленное место в кратере. Затем, после изменения увеличения микроскопа, с помощью фокусировки изображения на это место и поверхность образца, освобожденную от ЛКП, по разности отсчетов

на микроскопическом винте находили глубину кратера. За глубину кратера принималась среднее значение из 3-х измерений. При наличии на поверхности образца нескольких кратеров за глубину кратера принималась глубина самого глубокого из них.

Глубина кратеров на анодированных образцах без ЛКП определялась или с помощью микроскопа ММР-4 или с помощью профилографа-профилометра "Калибр 201". Результаты измерений обоими способами хорошо совпадают.

Площадь кратеров размером до 10 мм измерялось лупой с 10-кратным увеличением и приборной погрешностью ±0,1 мм. Кратеры больших размеров измерялись с помощью штангенциркуля с той же погрешностью. При наличии нескольких кратеров за площадь кратера принималась суммарная площадь всех кратеров.

Первичное измерение толщины ЛКП производилось с помощью прибора ТНП-1, имеющего погрешность ±10%. Непосредственно около кратера толщина ЛКП уточнялась после взаимодействия разряда с помощью микрометра или микроскопа с абсолютными погрешностями, соответственно, ±3 мкм и ±2 мкм.

Толщина анодировки определялась с помощью микроскопа ММР-4 на шлифах поперечных разрезов образцов.

Отбор образцов с учетом требований к шероховатости поверхности ЛКП производился с помощью профилографа-профилометра "Калибр 201".

В третьем разделе приведены результаты экспериментального исследования последствий

электротермического воздействия сильноточного электрического разряда, воспроизводящего ИС тока молнии, на металлические окрашенные элементы конструкции ВС.

Испытывались образцы конструкции из алюминиевых сплавов Д16АТ, Д16АМ, АМг, АМц, АК, сталь Ст20, медь М1 и латунь Л62 как с ЛКП, так и без покрытий. В качестве ЛКП использовались применяемые в самолетостроении покрытия АК-115, АК-1206, АК-1115, АС-131, ХВ-16, УР-1161 и ЭП-140. В качестве отдельных покрытий использовались также грунтовки АС-070 и ГФ-075. Толщина покрытий изменялась в пределах от 10 до 250 мкм. Данный диапазон толщин перекрывает штатный диапазон, который согласно ТУ равен 30-90 мкм.

Далее в разделе приведены данные о зависимости глубины кратеров электрической эрозии от: типа и термической обработки металла конструкции; параметров и типов ЛКП, наносимых на внешнюю поверхность ВС; параметров разряда (полярности; амплитуды тока; электрического заряда, переносимого разрядом); числа разрядов.

Экспериментально установлено, что глубина кратеров электрической эрозии на окрашенных материалах существенно больше, чем на неокрашенных; в диапазоне толщин ЛКП, применяемых на практике в ВС ГА глубина кратеров линейно растет с толщиной покрытия и практически не зависит от его типа, глубина кратеров на алюминиевых сплавах не зависит от типа сплава и его термической обработки и в 2-3 раза больше, чем на стали СТ-20 и меди МЗ. Максимальная глубина кратеров на алюминиевых анодированных сплавах достигается при толщине ЛКП 120-140 мкм. Толщина анодировки влияет на глубину кратера также как и ЛКП аналогичной толщины.

Установлено также, что глубина кратеров на окрашенных алюминиевых сплавах не зависит ни от полярности конструкции ВС (анод или катод), ни от амплитуды тока при его изменении в

пределах 60-200 кА (при одинаковом перенесенном электрическом заряде).

В результате экспериментального исследования влияния переносимого разрядом электрического заряда на глубину кратера электрической эрозии установлено, что глубина кратеров зависит от величины протекшего заряда. При многократном воздействии разряда зависимость глубины кратера от суммарного заряда аддитивна Для каждой толщины ЛКП существует предельное значение заряда, при котором рост глубины кратера практически прекращается.

Установлено наличие скрытых дефектов в области воздействия разряда в виде микрократеров, зон застывшего переплавленного металла, пор, а также трещин, которые не всегда выходят на поверхность кратера, но заходят в зону основного, непереплавленного металла.

Представлены данные о параметрах скрытой эрозии, возникающей в материале конструкции после воздействия разряда. Приведены результаты исследования микротвердости материала в зоне воздействия разряда. Показано, что микротвердость в зоне воздействия разряда может значительно отличаться от исходной, что приводит к снижению статической прочности материала.

Микрофотографирование шлифов образцов обшивки после воздействия разряда обнаружило в зоне воздействия трещины длиной до 1 мм, пронизывающие как застывший расплав, так и выходящие за его пределы в основной материал. Такие трещины имеют тенденцию развития при циклических нагрузках, характерных для условий эксплуатации ВС.

Таким образом, скрытые дефекты обоих типов приводят ухудшению эксплуатационных свойств и ресурса наружных элементов конструкции ВС.

В четвертом разделе приведена теоретическая модель электрической эрозии окрашенных металлических материалов при воздействии сильноточного импульсного разряда. Модель основана на решении уравнений теплопроводности с учетом Френкелевского механизма кинетики испарения металла в зоне контактного пятна. При этом плотность теплового потока определяется формой импульса разрядного тока. Для затухающей синусоиды (а именно такой разряд дает используемый в работе генератор импульсного тока) зависимость плотности теплового потока F(t) от времени будет иметь вид:

F(t) = ^U^e-p,sina>t,

где Jo -амплитуда тока в первой полуволне, 1Ьф - эффективное приэлектродное падение напряжения, S - площадь кратера.

При такой форме теплового потока скорость заглубления кратера описывается следующем соотношением:

v(t) = ML±c-Pisjnwt.erf

Sfrv

'JpU-Kfr V t, Sfrv

' sin2 rat

Г- специальная функция, определяемая выражением:

гу гу

где СУ - объемная теплоемкость тела; Ь» - удельная объемная теплота плавления; 1к . время, отсчитываемое от начала очередной полуволны +ока; а - температуропроводность материала.

Далее показано, что для исследуемых материалов и параметров разряда функция erf достаточно быстро в начале разряда принимает свое максимальное значение равное 1, что существенно упрщает соотношение для скорости заглубления кратера.

С учетом того, что рост глубины кратера практически прекращается к концу 3-го полупериода, выражение для глубины эрозии можно представить в виде:

b=J

Jo U Kb -[)( • . -Le 1 sin cot dt.

откуда следует:

fi\.

e 2 + 1

b7rM

l + e

-Pi-

+ e

-рт

Представленное в разделе сравнение теоретических результатов расчета глубины кратеров с экспериментом и данными повреждений обшивки ВС натуральной молнией, полученными из опыта эксплуатации ВС ГА показало адекватность полученной теоретической модели протекающим в зоне привязки разряда электротермическим процессам.

В пятом разделе приведены мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту элементов конструкции ВС, поврежденных молнией, а также технические требования к проектируемым ВС в части параметров конструкции и наносимых на ее поверхность лакокрасочных покрытий.

Существующие Технологические указания предписывают при наличии на обшивке ВС точечных оплавлений глубиной более 0,12 мм, засверлить отверстие на пораженном участке и установить

заклепку. При меньших размерах зоны оплавления рекомендуется сгладить острые кромки оплавления обшивки и восстановить лакокрасочные покрытия.

С целью обеспечения безопасности полетов путем повышения молниезащищенности конструкции ВС при электротермическом воздействии молнии, а также предотвращения существенного снижения ее остаточного ресурса при последующей эксплуатации необходимо:

1. После поражения ВС молнией тщательно отыскивать все места привязки разряда к корпусу. В дополнение к регламентам ремонтных работ после поражения молнией проводить по возможности установку заклепок на всех местах привязки разряда к обшивке ВС, независимо от глубины кратеров. Диаметр заклепок, когда повреждение идентифицировано, как воздействие импульсной составляющей молнии, должен быть на 2 - 2,5 мм более видимого следа поражения.

2. При отсутствии возможности поставить заклепку в условиях АТБ, после сглаживания острых кромок, зачистки и окрашивания поврежденных мест, необходимо место повреждения промаркировать и записать в формуляре данного самолета, как точку периодического осмотра с целью контроля возможного прорастания и развития трещин.

3. При обновлении лакокрасочного покрытия тщательно удалять старое покрытие. При нанесении нового покрытия точно выдерживать его толщину согласно ТУ. Особенно важно не допускать увеличения толщины покрытия до 120-160 мкм, т.к. в этом диапазоне толщин покрытий глубина кратеров после поражения ВС импульсной составляющей максимальна.

4. В молниеопасных зонах (например, зоны расположения топливных баков) преимущественно применять покрытия, имеющие . по ТУ наименьшую толщину.

5. Не наносить лакокрасочное покрытие на молниезащитные шины, т.к. их защитные свойства снижаются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним их важных факторов, влияющих на безопасность полетов является стойкость конструкции и систем ВС к поражающему воздействию молнии. Средний налет на одно поражение составляет 2 - 2,5 тыс. часов. При поражении ВС молнией наряду с повреждениями авиационного и радиоэлектронного оборудования, а также с нарушением работы двигателей, происходят повреждения элементов конструкций в виде оплавлений и прожогов материала. Наиболее опасным повреждением обшивки является ее сквозной прожог в месте расположения топливных баков, т.к. он может привести к взрыву паров топлива. Сведения о подобных случаях имеются.

С целью создания научной основы для обеспечения безопасной эксплуатации ВС, разработки технических требований к перспективной авиационной технике и норм летной годности в частности молниестойкости и живучести систем планера после поражения ВС молнией, а также эффективной организации ремонтно-восстановительных работ проведено обобщение известных данных, выполнены экспериментальные и теоретические исследования электрической эрозии металлических окрашенных конструкций ВС при поражении их сильноточными электрическими разрядами, воспроизводящими импульсную составляющую тока молнии.

Для выполнения поставленной цели:

1. Обоснована необходимость проведения исследований электрической эрозии металлических окрашенных конструкций ВС, возникающей при поражении их импульсной составляющей тока молнии.

2. Проведен анализ амплитуд токов молнии, поражающих ВС в полете и наземные сооружения. Показано, что максимальная амплитуда токов молний, поражающих ВС в полете составляет 60 -70 кА, что намного меньше максимальных амплитуд токов молний, поражающих наземные объекты и составляющих »100 кА.

3. На основании анализа существующих норм летной годности и методов испытаний на молниестойкость конструкций ВС, также с учетом параметров токов молний, поражающих ВС, выбрана форма тока разряда, воспроизводящего импульсную составляющую (ИС) тока молнии.

4. Для получения разряда заданной формы разработана экспериментальная установка.

5. Разработана методика лабораторных исследований последствий воздействия ИС ток молнии на окрашенные конструкции ВС. В результате проведенных исследований:

5.1. Экспериментально установлено, что глубина кратеров электрической эрозии на окрашенных материалах существенно больше, чем на неокрашенных; в диапазоне толщин ЛКП, применяемых на практике в ВС ГА глубина кратеров линейно растет с толщиной покрытия и практически не зависит от его типа, глубина кратеров на алюминиевых сплавах не зависит от типа сплава и его термической обработки и в 2-3 раза больше, чем на стали СТ-20 и меди МЗ. Максимальная глубина кратеров на алюминиевых анодированных сплавах достигается при толщине ЛКП 120-140

мкм. Толщина анодировки влияет на глубину кратера также как и ЛКП аналогичной толщины.

5.2. Установлено, что глубина кратеров на окрашенных алюминиевых сплавах не зависит ни от полярности конструкции ВС (анод или катод), ни от амплитуды тока при его изменении в пределах 60-200 кА (при одинаковом перенесенном электрическом заряде).

5.3. В результате экспериментального исследования влияния переносимого разрядом электрического заряда на глубину кратера электрической эрозии установлено, что глубина кратеров зависит от величины протекшего заряда. При многократном воздействии разряда зависимость глубины кратера от суммарного заряда аддитивна. Для каждой толщины ЛКП существует предельное значение заряда, при котором рост глубины кратера практически прекращается.

5.4. Установлено наличие скрытых дефектов в области воздействия разряда в виде микрократеров, зон застывшего переплавленного металла, пор, а также трещин, которые не всегда выходят на поверхность кратера, но заходят в зону основного, непереплавленного металла.

6. Исследована микротвердость элементов конструкций в зоне воздействия разряда. Обнаружено существенное изменение микротвердости в зоне воздействия разряда на сплавах АК4, Д16Т, Д16АТ, Д16АМ, СТ-20 и не обнаружено изменения микротвердости на алюминиевом сплаве Д16АМц и меди МЗ. Установлено, что изменения микротвердости материала происходит в зоне термического влияния разряда.

7. Выбрана теоретическая модель электрической эрозии окрашенных конструкций ВС при воздействии сильноточных разрядов, воспроизводящих ИС тока молнии.

8. На основании выбранной теоретической модели получено простое аналитическое выражение для расчета глубины кратеров электрической эрозии. Получено хорошее согласование теоретического и экспериментального результата.

9. Разработаны предложения о повышении молниестойкости обшивки и других элементов конструкций ВС путем использования лакокрасочных покрытий, имеющих по техническим условиям наименьшую толщину, а также мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту элементов конструкции после поражения ВС молнией.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Камзолов С.К., Новиков С М., Разумовский А.Н., Ярцев И М. Исследование влияния длины газоразрядного промежутка на испытания молниестойкости авиационных металлических материалов. Наука и техника гражданской авиации. Серия: летательные аппараты и двигатели. - вып.2.-1981.-С.19-22.

2. А.с.1077468. МКИ С01Р 31/12. Разрядная камера / С.К.Камзолов, А.Н.Разумовский, Ю.В.Тихомиров / СССР. - №3365391/25 / Заяв. 07.08.81.

3. Камзолов С.К., Разумовский А.Н. Существующие нормы испытаний на молниестойкость и параметры естественных молниевых разрядов. III Всесоюзная научно-практическая

конференция по безопасности полетов. Предотвращение авиационных происшествий в гражданской авиации. Тезисы докладов. -Л.-1982.-С.138.

4. Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н. Молниестойкость авиционных материалов при наличии лакокрасочных покрытий. III Всесоюзная научно-практическая конференция по безопасности полетов. Предотвращение авиационных происшествий в гражданской авиации. Тезисы докладов. -Л.-1982.-С.138.

5.Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н., Ярцев И.М. Исследование влияния лакокрасочных покрытий на молниестойкость авиационных металлических материалов. Наука и техника гражданской авиации. Серия: Летательные аппараты и двигатели. -М.: НТРС ЦНТИ ГА. -1982,--вып. 1,-С. 17-21.

6. Камзолов С.К., Разумовский А.Н., Суханов А.Д. Параметры молниевых разрядов и условия испытаний воздушных судов на молниестойкость//. Вопросы усталости и живучести авиационных конструкций. Межвузовский тем. сб. научн. тр. Мое. ин-та инженеров гражданской авиации. - М.: МИИ ГА,- 1983.- С125-129.

7. Камзолов С.К., Кузнецов В. А., Новиков С.М., Разумовский А.Н. и др. Эрозия электродов при импульсном электрическом разряде в воздухе. - Электронная техника, серия 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1985.-С.З-4.

8. Камзолов С.К., Разумовский А.Н., Суханов А.Д., Ярцев И.М. Исследование молниестойкости алюминиевых сплавов с использованием импульсных электрических разрядов. Наука и техника гражданской авиации,- М.:НТРС ЦНТИ ГА.-1983.-вып.1.-С.28-31.

9. Разумовский А.Н. Влияние заряда, переносимого импульсным электрическим разрядом, на молниестойкость авиационных материалов. Труды Гос НИИ ГА,- вып.229,- 1984.-е.207-210.

10. Разумовский А.Н. Влияние диэлектрических покрытий на молниестойкость обшивки самолета. Экспресс-информация "Воздушный транспорт". Отечественный опыт.-1986.-вып.8.-С.7-8.

11. Бутюгин М.А., Камзолов С.К., Разумовский А.Н. и др. Динамика развития электрического разряда при моделировании воздействия молнии на авиационные материалы. Труды ГосНИИ ГА.-1986.-вып.258.-С.98-101.

12. Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н. Изменение прочностных характеристик материала обшивки ВС в условиях воздействия электрического разряда. Труды научно-технической конференции 13-15 апреля 1988 года "Проблемы соврешенсгвования ВС".-М.: МИИГА.-1988г.-С. 127-130.

13. Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н. Усталостная долговечность образцов обшивки ВС после воздействия молнии. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта".-М.: МИИГА -1990.-С. 126.

14. Белов В.В., Разумовский А.Н. Изменение микротвердости сплава Д16.в зоне поражения импульсной составляющей тока молнии. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта".-М.: МИИГА.-1990.-С.126.

ЛР №020580 от 23.06.97 г. Подписано в печать 24.10.2000г. Печать офсетная Формат 60x84/16 1,75 уч.-изд. л. 1,63 усл.печ.л._Заказ № 527/_Тираж 100 экз.

Московский государственный технический университет ГА Редакционио-издательский отдел 125493 Москва, ул. Пулковская, д.6а

Московский государственный технический университет ГА, 2000

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Разумовский, Анатолий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОВРЕЖДЕНИЕ ВС МОЛНИЕЙ. ПАРАМЕТРЫ ТОКОВ МОЛНИЙ. МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ВС НА МОЛНИЕСТОЙКОСТЬ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭРОЗИИ.

1.1. Статистика поражений и повреждений конструкций ВС молниевыми разрядами.

1.2. Параметры импульсных составляющих токов молний, поражающих ВС.

1.3. Параметры импульсных составляющих токов молний, поражающих наземные объекты.

1.4. Существующие нормы, методы и результаты испытаний на молниестойкость.

1.5. Методы и результаты исследований электрической эрозии в смежных областях науки и техники.

1.6. Физические процессы, протекающие при электрической эрозии металлических конструкций.

1.7. Анализ теоретических моделей электрической эрозии.

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Определение основных параметров испытательного разряда.

2.2. Блок-схема и принципиальная схема генератора импульсного тока.

2.3. Расчет параметров основных конструктивных узлов генератора импульсного тока.

2.3.1. Расчет индуктивности и активного сопротивления всего разрядного контура.

2.3.2. Расчет индуктивности и активного сопротивления емкостного накопителя энергии.

2.3.3. Оценка индуктивности и активного сопротивления разрядной камеры.

2.3.4. Оценка индуктивности и активного сопротивления токопровода.

2.3.5. Обоснование конструкции и размеров разрядной камеры.

2.3.6. Выбор сопротивления, шунтирующего канал разряда.

2.3.7. Определение поперечных размеров разрядной камеры по измерениям поперечных размеров канала разряда.

2.3.8. Конструкция разрядной камеры.

2.4. Система измерений.

2.4.1. Электрические измерения параметров установки.

2.4.2. Измерение параметров электрической эрозии.

2.5. Выбор условий проведения эксперимента.

2.5.1. Условия инициирования разряда.

2.5.2. Выбор длины разрядного промежутка.

ВЫВОДЫ.

3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ СИЛЬНОТОЧНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА.

3.1. Зависимость глубины электрической эрозии от типа материала и его термической обработки.

3.2. Влияние лакокрасочного покрытия на глубину кратеров электрической эрозии.

3.3. Зависимость глубины кратеров эрозии от параметров разряда.

3.3.1. Влияние на глубину электрической эрозии величины электрического заряда, переносимого разрядом, и числа разрядов.

3.3.2. Влияние амплитуды тока.

3.3.3. Влияние полярности разряда.

3.4. Исследование скрытых дефектов.

3.5. Исследование микротвердости материала в зоне воздействия разряда.

ВЫВОДЫ.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ РАСЧЕТА ГЛУБИНЫ КРАТЕРОВ ЭРОЗИИ.

4.1. Обоснование теоретической модели.

4.2. Вывод расчетного соотношения для определения глубины кратеров эрозии.

4.3. Сравнение теоретических результатов с экспериментом и данными опыта эксплуатации ВС.

ВЫВОДЫ.

5.ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ВС, ПОВРЕЖДЕННЫХ МОЛНИЕЙ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВС.

Введение 2000 год, диссертация по транспорту, Разумовский, Анатолий Николаевич

Воздушный транспорт, будучи неотъемлемой частью единой транспортной системы, призван обеспечить своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства в перевозках.

Выполнить поставленную задачу можно лишь путем внедрения новой авиационной техники с обеспечением высокой безопасности и регулярности полетов воздушных судов (ВС), которые, в свою очередь, зависят от обеспечения полетов в сложных метеорологических условиях. Одним из важных факторов, влияющих на безопасность полетов в сложных метеорологических условиях, является поражение ВС молнией. Молниями поражаются все типы ВС в любое время года и в любое время суток. Поражения происходят на любой высоте, доступной ВС гражданской авиации, на любом этапе полета и в любую погоду /112/. По данным ИКАО авиационные происшествия, связанные с поражением ВС молнией, составляют около 11% происшествий, обусловленных неблагоприятными метеоусловиями/13/.

По зарубежным источникам /14-15/ самолеты ГА поражаются молниями в среднем через 2000-2500 часов налета. Дальнейшее развитие авиационной техники приводит к интенсификации воздушного движения и сужению коридоров полета, что увеличивает вероятность встречи ВС с грозовым очагом.

Поражение ВС молнией приводит к большим экономическим потерям вследствие простоя и затрат на ремонт, не говоря уже об отрицательном психологическом воздействии на экипаж и пассажиров. Поэтому проблема безопасности полетов в условиях электрической активности атмосферы признается весьма актуальной. В России и за рубежом интенсивно проводятся научные исследования в области взаимодействия ВС с атмосферным электричеством, а также разработка мер по обеспечению безопасности полетов в этих условиях.

При поражении ВС молнией наряду с повреждениями авиационного радиоэлектронного оборудования, а также с нарушением работы двигателей, происходит повреждение элементов конструкции в виде оплавлений и прожогов материала, деформацией конструкций и др. /1, 4, 8, 9/. Наиболее опасным воздейст5 вием непосредственно в момент поражения является электротермическое воздействие молнии на обшивку в зонах расположения топливных баков, поскольку оно может привести к взрыву паров топлива. В литературе имеются сведения об авиационных происшествиях и катастрофах, вызванных этой причиной /18,19, 23/.

Состояние вопроса

В настоящее время испытания авиационных конструкций и материалов на молниестойкость производят путем воздействия на них электрическими разрядами, воспроизводящими параметры тока молнии. Принято выделять три составляющие тока молнии - импульсную, среднюю и постоянную /20, 21, 24/. Причем различают два типа импульсной составляющей (ИС). Первая ИС имеет амплитуду тока 200 кА и переносит заряд не менее 4 Кл. Вторая ИС имеет амплитуду тока 100 кА, заряд переносимый ею, не нормируется, но он значительно меньше, чем у первой ИС. Средняя составляющая (СС) имеет амплитуду тока 2-7 кА и переносит заряд 10 Кл. Постоянная составляющая (ПС) при токе 200- 400 А переносит заряд 200 Кл. Различные зоны планера ВС могут поражаться как отдельными составляющими молнии, так и различными их комбинациями /22-24/. Для выявления механизмов и количественных характеристик электрической эрозии необходимо знать действие, оказываемое на авиационные конструкции и материалы как каждой из составляющей молнии в отдельности, так и при различных их сочетаниях. 6

Известны обширные данные по исследованию электрической эрозии металлических материалов при воздействии на них разрядами с параметрами, соответствующими ПС и СС молнии /25-39/. Существенно меньше данных по электрической эрозии металлических конструкций и материалов при воздействии на них сильноточных разрядов с параметрами, характерными для первой ИС, хотя известно, что в 70% случаев молния содержит лишь ИС /25, 26, 39, 40/. В основном эти исследования относятся к смежным областям науки и техники и касаются электрической эрозии, например, контактов сильноточных коммутаторов, электродов МГД-генераторов и плазмотронов /41-47/. Однако, при этом слабо исследована эрозия конструкционных авиаматериалов, в том числе с окрашенной поверхностью.

В соответствии с изложенным, целью работы является: исследование электротермической стойкости авиационных конструкций и материалов к воздействию импульсной составляющей тока молнии с учетом условий их эксплуатации и разработка методов испытаний.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

1. Разработка методики лабораторного исследования последствий электротермического воздействия ИС тока молнии на окрашенные элементы конструкции ВС, в том числе: а) выбор параметров электрического разряда; б) выбор длины разрядного промежутка; в) исключение магнитных полей обратных токопроводов; г) обоснование способа инициирования разряда.

3. Экспериментальное исследование электрической эрозии элементов конструкций ВС, возникающей при воздействии сильноточного импульсного разряда, воспроизводящего ИС тока молнии в зависимости от: а) типа и термической обработки металлических материалов; б) параметров лакокрасочных покрытий (ЛКП), наносимых на поверхность конструкции; в) полярности разряда; г) амплитуды тока разряда; д) величины переносимого электрического заряда; е) количества импульсов в разряде;

4. Исследование скрытых дефектов и локальных областей разупрочнения в зоне воздействия разряда.

На защиту выносится совокупность научных положений и результатов, лежащих в основе решения проблемы обеспечения молниестойкости металлических окрашенных элементов конструкций ВС при воздействии на них импульсной составляющей тока молнии, их последующего технического обслуживания и ремонта, а именно:

1. Экспериментальная установка и методика исследований последствий воздействия сильноточного электрического разряда, воспроизводящего ИС тока молнии, на окрашенные металлические материалы.

2. Экспериментальные данные по электрической эрозии окрашенных металлических элементов конструкций ВС с учетом их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.

3. Результаты экспериментального исследования скрытых повреждений и местного разупрочнения возникающих в зоне воздействия разряда.

4. Разработка теоретической модели электрической эрозии окрашенных металлических материалов при воздействии сильноточных импульсных разрядов.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

2. Получены экспериментальные данные о зависимости глубины кратеров электрической эрозии на окрашенных элементах конструкций ВС в зависимости от: а) типа и термической обработки металлических материалов; б) параметров и характеристик ЛКП; в) полярности разряда; г) амплитуды тока разряда; д) величины переносимого разрядом электрического заряда; е) количества импульсов в разряде.

4. На основании выбранной математической модели получена формула для определения глубины кратеров электрической эрозии при воздействии сильноточных разрядов на окрашенные металлические материалы.

Практическая значимость работы состоит в том, что использование ее результатов позволяет:

1. Разработать методику лабораторных исследований электротермических процессов при воздействии молнии на элементы конструкции ВС.

2. Сформулировать технические требования по обеспечению молниестой-кости элементов конструкций ВС, как на стадии проектирования, так и при эксплуатации.

3. Разработать дополнения в Нормы летной годности ВС и в Методы определения соответствия этим нормам в части обеспечения соответствия молние-стойкости металлических элементов конструкции и их живучести при последующей эксплуатации.

Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались на: I Всесоюзной научно-технической конференции "Безопасность полета в условиях опасных внешних воздействий" (Киев, 1981 год); IV, V Всесоюзных конференциях по безопасности полетов (Ленинград, 1985 и 1988 гг.); научно-технических конференциях МИИ-ГА (1981-1996 год). В полном объеме работа была доложена на расширенном семинаре в лаборатории молниезащиты ГосНИИ ГА; Научном семинаре кафедры техники и электрофизики высоких напряжений МЭИ; расширенном заседании кафедры физики МИИГА.

Внедрение результатов работы

Полученные в диссертации экспериментальные результаты, теоретические положения, обобщения и практические рекомендации внедрены в виде: "Технических требований по эксплуатационной надежности и живучести элементов конструкции воздушных судов ГА после поражения разрядом атмосферного электричества", согласованных ГосНИИ ГА, ЛИИ МАП и утвержденных заместителем начальника ГлавНТУ МГА; '"Дополнений и изменений Регламента и Технологических указаний по самолету ТУ-134", утвержденных заместителем начальника ГУЭАТ МГА.

10 авиационных материалов" (№ ГР 81037090); "Проведение исследований по нормированию электрических воздействий на ВС и методов сертификационной оценки средств защиты" (№ ГР 01860006287); "Исследования с целью разработки рекомендаций по выполнению полетов в зонах электрической активности атмосферы" (№ 018601118393); "Проведение исследований с целью разработки технологии ремонта самолета после поражения молнией" (№ ГР 01880043428). Результаты работы также внедрены в АТБ 2-го Тюменского объединенного авиаотряда в виде рекомендаций по технологии ремонта авиационной техники после поражения ВС разрядом атмосферного электричества.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 17 работ.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения.

Заключение диссертация на тему "Влияние электротермического воздействия молнии на безопасность полетов воздушных судов"

ВЫВОДЫ

1. Обоснован выбор математической модели для расчета глубины кратеров электрической эрозии, возникающих на окрашенных поверхностях конструкций ВС при поражении их импульсной составляющей тока молнии.

2. На основании выбранной математической модели получено аналитическое выражение для расчета глубины кратеров электрической эрозии.

3.Сравнение значений глубин кратеров, известных из эксплуатации ВС с экспериментальными и рассчитанными аналитически, подтвердило возможность использования полученной формулы для расчета глубины кратеров.

150

5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ВС, ПОВРЕЖДЕННЫХ МОЛНИЕЙ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВС

Проведенные испытания элементов конструкций ВС на молниестойкость к воздействию импульсной составляющей тока молнии дают научную основу разработкам регламента технического обслуживания и ремонта конструктивных элементов после поражения разрядами атмосферного электричества.

Существующие технологические указания /167/ предписывают при наличии на обшивке ВС точечных оплавлений глубиной более 0,12 мм, засверлить отверстие на пораженном участке и установить заклепку. При меньших размерах зоны оплавления рекомендуется сгладить острые кромки оплавления обшивки и восстановить лакокрасочные покрытия.

С целью повышения молниезащищенности ВС и уменьшения последствий поражения их разрядом атмосферного электричества при последующей эксплуатации необходимо:

1. После поражения ВС молнией тщательно отыскивать все места привязки разряда к корпусу. В дополнение к регламентам ремонтных работ после поражения молнией проводить по возможности установку заклепок на всех местах привязки разряда к обшивке ВС, независимо от глубины кратеров. Диаметр заклепок, когда повреждение идентифицировано, как воздействие импульсной составляющей молнии, должен быть на 2-2,5 мм более видимого следа поражения.

151

120-160 мкм, т.к. в этом диапазоне толщин покрытий глубина кратеров после поражения ВС импульсной составляющей максимальна.

4. В молниеопасных зонах (например, зоны расположения топливных баков) преимущественно применять покрытия, имеющие по ТУ наименьшую толщину.

5. Не наносить лакокрасочное покрытие на молниезащитные шины, т.к. их защитные свойства снижаются.

152

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним их важных факторов, влияющих на безопасность полетов, является стойкость конструкции и систем ВС к поражающему воздействию молнии. Средний налет на одно поражение составляет 2 - 2,5 тыс. часов. При поражении ВС молнией наряду с повреждениями авиационного и радиоэлектронного оборудования, а также с нарушением работы двигателей, происходят повреждения элементов конструкций в виде оплавлений и прожогов материала. Наиболее опасным повреждением обшивки является ее сквозной прожог в месте расположения топливных баков, т.к. он может привести к взрыву паров топлива. Сведения о подобных случаях имеются.

Для выполнения поставленной цели:

2. Проведен анализ амплитуд токов молнии, поражающих ВС в полете и наземные сооружения. Показано, что максимальная амплитуда токов молний, поражающих ВС в полете составляет 60 - 70 кА, что намного меньше максимальных амплитуд токов молний, поражающих наземные объекты и составляющих ® 100 кА.

3. На основании анализа существующих норм летной годности и методов испытаний на молниестойкость конструкций ВС, также с учетом параметров то

153 ков молний, поражающих ВС, выбрана форма тока разряда, воспроизводящего импульсную составляющую (ИС) тока молнии.

4. Для получения разряда заданной формы разработана экспериментальная установка.

5.1. Экспериментально установлено, что глубина кратеров электрической эрозии на окрашенных материалах существенно больше, чем на неокрашенных; в диапазоне толщин ЛКП, применяемых на практике в ВС ГА глубина кратеров линейно растет с толщиной покрытия и практически не зависит от его типа, глубина кратеров на алюминиевых сплавах не зависит от типа сплава и его термической обработки и в 2-3 раза больше, чем на стали Ст-20 и меди Ml. Максимальная глубина кратеров на алюминиевых анодированных сплавах достигается при толщине ЛКП 120-140 мкм. Толщина анодировки влияет на глубину кратера также как и ЛКП аналогичной толщины.

5.2. Установлено, что глубина кратеров на окрашенных алюминиевых сплавах не зависит ни от полярности конструкции ВС (анод или катод), ни от амплитуды тока при его изменении в пределах 40-200 кА (при одинаковом перенесенном электрическом заряде).

154

6. Исследована микротвердость элементов конструкций в зоне воздействия разряда. Обнаружено существенное изменение микротвердости в зоне воздействия разряда на сплавах АК4, Д16Т, Д16АТ, Д16АМ, СТ-20 и не обнаружено изменения микротвердости на алюминиевом сплаве АМцМ и меди М4. Установлено, что изменения микротвердости материала происходит в зоне термического влияния разряда.

155

Библиография Разумовский, Анатолий Николаевич, диссертация по теме Эксплуатация воздушного транспорта

1. Анализ случаев поражения самолетов электрическими разрядами за период 1969-74 г.г. Отчет о НИР № ГР71045480, Инв. № Б439209.-М.: ГосНИИГА. 1975. 113с.

2. Федченко A.M., Трусиков Н.И. О повреждении самолетов электрическими разрядами // Сб.научн.тр. ГосНИИ ГА. 1977. Вып. 154. С.60-65.

3. Plumer J.A., Perry B.L. An Analysis of Lightning strikes in Airline Operation in the USA and Europe. Conference on Zightning and ststic Eelectricity, England, April 14-17, 1975. P.502-513.

4. Обработка и анализ случаев поражения самолетов гражданской авиации разрядами атмосферного электричества. Отчет о НИР №ГР80059418, Инв.№ Б887910. Рига. ГосНИИ ЭР AT ГА. 1980. С.88.

5. Методическое письмо. Физические и метеорологические условия, приводящие к поражению самолетов атмосферно-электрическими разрядами вне кучево-дождевых облаков. Л.: Гидрометеоиздат. 1981. 40с.

6. Anderson R.B., Kroninger Н., Smith m. Lightning strikes to aircraft an analytial study International Acrospace. Conference on lightning and statice Electricity Proceedings of the. Abingdon Oxon, Oxford, March 23-25, 1982, Vol 1, P. 1-6.

7. Anderson R.B., Kroninger H. Lightning phenomena in the acrospace environment Part II: Lightining strikes to aircraft. Conference on Lightning and static Electricity, England, April 14-17, 1975, P.25-32.

8. Plamer J.A., Rash N.O., Glynn M.S. Recent data from theairlines lightninig strike reporting project, AIAA, Paper N 2406, 1984, P. 12-18.

9. Валевский H.B., Гапонов И.М., Крылов И.В., Трунов O.B. Анализ поражений самолетов граждансокй авиации разрядами атмосферного электричества // Межвед. тем. сб. тр. № 69. М.: Моск. энерг. ин-т. 1985. С.135-139.

10. Исследование метеорологических условий поражения самолетов атмосферно-электрическими разрядами. Отчет о НИР № ГР79058041: Инв.№874972. М.: Гос. Метеоцентр СССР. 1979. 93с.

11. Исследования условий поражения ВС атмосферными электрическими разрядами по данным рейсовых полетов. Отчет о НИР № ГР01821043458, Инв.№02830042430. М.: ГосНИИГА. 1982. 49с.

12. Исследование характеристик опасных для воздушных судов электрических зон в атмосфере. Отчет о НИР № ГР81040641, Инв.№2830039758. Л.: Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова. 1982. С83.

13. Голубева М.Г., Засимов В.М. Защита от молний авиационных конструкций из полимерных композиционных материалов. // Авиационная промышленность. 1988. Вып.2. С.83-86.

14. Aufbauer Н. Atmosphärische Entladungen auf Luftfahrzeuge // Electrofechn und Maschinenbau 1978 N 9.- S.417-421.

15. Phillpoyy J. Lightning strike// Fflight Internat. 1972.-N3316.-P.414.156

16. Исследования с целью разработки рекомендаций по выполнению полетов в зоны электрической активности атмосферы. Отчет о НИР. № ГР018600118393, М.: ГосНИИГА. 1987. 68 с.

17. Совместный МГА и ГУГМС "План основных мероприятий по обеспечению безопасности полетов в зонах грозовой деятельности и повышенной электризации на 1976-1980гг".

18. Юман М.А. Естественная и искуственно инициированная молния и стандарты на молниезащиту // ТИИЭР.-1988.-Т.76, № 12.-С5-26.

19. Lightning can clip yor wings// MAC Flyer. -1979.-Vol.26, N4. -P.21-23.

20. Schulte E.H. Multiple -component lightning high -current testing// International Symposium on Electromagnetic Campatibility, San Diego,October 9-11, 1979.-P.56-61.

21. Pierce E.T. Natural Lightning parameters and their simulation in laboratory tests// Cjnference on Lightning and Electricity, England, April 14-17, 1975, 13 pp.

22. D.H. Meclenahan, J.A. Plumer. protection Againet the Direct Effects of lightning strikes for a Carbon Fiber composite Aircraft// SAE Technical Paper Saries, USA. 1983, N 724-P1-10.

23. Corbin J.C. Lightning Simulation testing of Aerospace Vehicles 8c. Hardwaze.//IEEE-1979, Vol 1 National Aerospase Elecrtonics Conference, P.525-531.

24. Robb J.D., Plumer J.A. Acrospace recomended practice: Lightning effects tests on aerospace vehicle// Conference on lightning and static Electricity, England, 1975, April 14-17, P.1221-134.

25. Исследование поражающих факторов канала молнии. Отчет о НИР. № ГР01817002665, Инв. № 02820077284. М.: МЭИ. 1982. 45 с.

26. Исследование молниезащищенности баков-кессонов самолета Ан-28. Отчет о НИР. № ГР0821043458, Инв.№02830018014. М.: ГосНИИГА. 1982. 29 с.

27. Абрамов Н.Р., Кужекин И.П., Ларионов В.П. Характеристики проплавления стенок металлических объектов при воздействии на них молнии //Электричество. 1986, №11. С.24-27.

28. Абрамов Н.Р. Расчет теплового воздействия канала молнии на металлические объекты // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1986, № 1. СЛ

29. Абрамов Н.Р. Разработка метода определения электрической эрозии элементов летательного аппарата при воздействии молнии. / Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ. 1985. 20 с.

30. Абрамов Н.Р., Кужекин И.П. К расчету нагрева стенок металлических объектов при воздействии на них молнии // Электричество. 1990, №5. С.56-59.

31. Борисов Р.К., Ларионов В.П., Прохоров Е.Н., Авруцкий А.В. Тепловое воздействие движущейся электрической дуги на металлические электроды с покрытием // Электричество. 1986, №9. С. 58-60.157

32. Тихомиров Ю.В., Трунов O.K. Стойкость листовых металлических материалов к термическому воздействию молнии // Электричество. 1986, №9. С. 58-60.

33. Тихомиров Ю.В. Исследование термического воздействия молнии на окрашенные листовые металлические материалы // Изв. ВУЗов. Энергетика. 1987, №8. С.54-56.

34. Dobbing J.A., Hanson A.W., Litte P.F. Simulated lightning Attagmtnts to Aircraft skins. Materials of International conference on Gas Discharges, London, 1978, Р.289-292/

35. Шнейдерман Я.А. Защита летательных аппаратов от грозовых разрядов и разрядов статического электричества // Техническая информация ЦАГИ. 1973, №2. С.25-35.

36. Phillott J. factors, Affecting puncture of Aluminium Alloy by Simulated Zightning, Conference on Lightning and static electririci by England, April 14-17, 1975, p.607-611.

37. Gold R.H. Lightning pRotection. Ltd, London, 1973, 220 p.

38. Oh L.L., Sehncider S.D. Lightning strike Performance of Thin Metal Skin, Conference on Liphtning and static Electricity, England, April 14-17, 1975. P. 283296.

39. Кузьмичев Б.П., Кириллов B.B., Волков Г.И., Колтунов А.Е. Характер повреждений на деталях при воздействии импульного теплового потока // Авиационная промышленность. 1985, №10. С.72-73.

40. Игнатенко В.П., Шилин Н.В. Дуговая эрозия медных электродов в трансформаторном масле при токах до 130 кА // Электричество. 1984, №12. С.53-55.

41. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов. / Буткевич F.B. и др. М.: Энергия. 1978. 256 с.

42. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. М.: Наука. 1970. 536 с.

43. Намитоков К.К. Электроизоляционные явления. М.: Энергия. 1978.456 с.

44. Экспериментальные исследования плазмотронов. Новосибирск.: Наука. 1977. 391 с.

45. Хольм Р. Электрические контакты. М.: ИЛ. 1961. 464 с.

46. Электрические контакты и электроды. Киев: Наукова думка. 1977.220 с.

47. Беляев В.П. Фактор погоды в летных происшествиях. // Проблемы безопасности полетов. 1979, № 5. С. 35-52.

48. Тихомиров Ю.В. Опасные воздействия атмосферного электричества на воздушные суда // Проблемы безопасности полетов. 1983, №5. С.64-75.

49. Степаненко В.Д., Гальперин С.М. Радиотехнические методы исследования гроз. JL: Гидрометеоиздат. 1983. 204 с.

50. Гапонов И.М., Томашева JI.C., Журавлев А.И. Некоторые статистические данные по поражениям самолетов ГА разрядами атмосферного электричества // Тез.докл. IV Всесоюзного симпозиума по атмосферному электричеству. Нальчик. 1990. С.5-11.158

51. D.W.Clifford characteristics of lightning strikes Aircruft. International Conference on Lightning and Static Electricity, oxford, 23-25

52. March 1982, V 1, p A9-1-A9-11.

53. J.A.Plumer Lighting and Aircraft Aerospace Safety, 1977, N 6, pp.22-26.

54. Новые результаты исследований по поражению ВС молнией. Оперативная информация (по иностранным источникам). М.: ЦНТИ ГосНИИГА, № 35(556). 1986. С.2.

55. Trost T.F., Pitts F.L. Analysis of electromagnetic fields on an F-106 В aircruft during lightning strikes. International aerospace Conference of lightning and static Eletricity/ Oxford, March, 23-25, 1982, VI, p. B3-1-B3-11.

56. Сидоров С.В. Разработка метода предупреждения экипажей воздушных судов о молниеопасных зонах: Дис. канд. техн. наук. М.: МИИГА. 1983. 145 с.

57. Колобов Н.В. Грозы и шквалы. М.: Гидрометеоиздат. 1939. 220 с.

58. Тихомиров Ю.В. Защита воздушных судов от воздействия атмосферного электричества // Проблемы безопасности полетов. 1985, № 12. С. 15-17.

59. Miller Edward Thunderstrom lightning. I/Lt, USAF, Adverse Weather Branch Wright- Patterson Air Force Base, 66-ENV-10, 28 pp.

60. Леб Л. Основные процессы электрических разрядов в газах. М.-Л.: ГИТТЛ. 1950. 672 с.

61. Стекольников И.С. Физика молнии и грозозащита. М.-Л.: Изд. АН СССР. 1943. 227 с.

62. Базелян Э.М., Горин Б.Н., Левитов В.И. Физические и инженерные основы молниезащиты. Л.: Гидрометеоиздат. 1978. 223 с.

63. Чалмерс Дж.А. Атмосферное электричество. Л.: Гидрометеоиздат. 1974. 327с.

64. Шонланд Б. Полет молний. М.: Моск. отд. Гидрометеоиздата. 1970.160с.

65. Мик Дж., Крэке Дж. Электрический пробой в газах.- М.: ИИЛ. 1960.605с.

66. Юман М. Молния. М.: Мир. 1972. 328с.

67. Андерсон, Эриксон. Проблемы молнии для инженерных расчетов // Энергетика за рубежом. Перенапряжения и координация изоляцийй. М.: Энергоиздат. 1982. С.73-83.

68. Garbagnati Е. and Lopiparo G.B. Lightning Parameters -Results of 10 Years of Systematic Investigarion in Italy. Proc. of the International Conference on Lightning and static Electricity, Oxfordd, 23-25 March, 1982, VI p. Al-l-Al-11.

69. Berger K., Vogelsanger E. Messungen und Resultate der Blitzforschung der Jahre 1955-1963 auf dem Monte San Salwatore Bulletin Schweizcrischan Elektrotechnischcn Veraine, 1965, Bui. 56 N 1 h 2-22.159

70. Камзолов C.K., Разумовский A.H., Суханов А. Д. Параметры молниевых разрядов и условия испытаний воздушных судов на молниестойкость // Вопросы усталости и живучести авиационных конструкций. Межвуз. тем. сб. науч. тр. М.: МИИГА 1983. С.125-129.

71. Phillpott F. Simulation of lightning currents in relation to measured parameters of natural lightning, Confirencien lightning and Statige Electriecty, Conference, Aprill 14-17, 1975, p.105-120.

72. Бургсдорф В.П., Попов С.М. Параметры молнии и их выбор при разработке грозозащиты // Труды ВНИЭ. М.: 1975. Вып.48. С.32-45.

73. Бургсдорф В.Ф. Параметры токов молнии и выбор их расчетных значений // Электричество 1990, №2. С9-24.

74. Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов стран-членов СЭВ. М.: 1985. 470с.

75. Методы определения соответствия требованиям норм летной годности (МОС НЛГС -С). М5. Конструкция системы и агрегатов самолетов.

76. CIVIL AVIATION AUTHORITY, BRITISH CIVIL, AIRWORTHINESS REQUIREMENTS, SECTIOND AEROPLANES, I SSUE B, CIVIL AVIATION AUTHORITY, LONDON, OCTOBER 1, 1976.

77. Golde R.H. a.o. An aircraft lightning struke test faciliy a study of rigurements, Electrikal Research Association Technical Report, 1971, N 167, p.-l-110

78. Schulte Edward h.Lightning damage mechanisms and simulation technigues.- The Journal of Environment Science, 1980, V 23, N 3, p 13-17.

79. Fisher F.A. Lightning protection for the space Shuttle, Lightning and static Electricitu Conference, London, Ahril 14-17/ 1975/ 13 pp.

80. Clifford D.W. et al Lightning Simulation and Testiny IEEE, USA, 1982, V24, N 2, pp 209-224.

81. Reymolds S.T.M. Lightining Protection of Supersonic Aircraft, Conference on Lightning and static Electricity, Ingland, 1975, April 14-17, p 391-409.

82. Scott G.W., Crewson W.F.J. Northrops lightning laboratory and test technigres on composits and radomes for an advanced fighter aircraft. Interntional Aerosprice Conference on Liphtning and Static Electricity, oxford, 23-25 March, 1982, p.D7-l-D7-8.

83. Schulte E.H. The Mc Donnell Aircraft Cjmpany Lightning Simulation Laboratory. Journal of Environmental Sciences, 1979, V22, N 3, p.22-27.

84. Ellis et al.Desin Testing of Composite main Rotor Blades for Lightning Protection. Proceeding of International Aerospace Conference on Lightning and Static Electric ty. Oxford, Geat Britain. 13-25 March, 1982, p D8-1-D8-8.160

85. Гуняев Г.М. и др. Молниезащита высокомодул ь ных полимерных композиционных материалов // Авиационная промышленность. 1985, №10. С. 44-49.

86. Phillpott J. Preliminary Evalnationof Button and Foil Radom Protection Strips for ВАС Stevenage, Conference on Lightning and static Electricity, England, April 14-17, 1975, p.1-21.

87. Борисов М.Б., Трунов O.K., Чистяков Ю.А. тепловые воздействия электрического разряда на элементы конструкции самолета // Труды ГосНИИГА. Иследования, испытания и надежность силовых установок. М.: 1986, вып. 248, С.116-122.

88. Белкин Г.С. Эрозия электродов при сильноточных разрядах конденсаторных батарей высокого напряжения. Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. М: 1968. 20с.

89. Исследование коммутаторов индуктивных накопителей на основе взрывающихся проводников. Отчет о НИР №ГР78012146, Инв.№Б910210. М.: МЭИ. 1980. 112с.

90. Гончаренко Г.М., Прохоров E.H. Эрозия электродов при коммутировании разрядных цепей конденсаторных батарей // Сб. науч. тр. № 114. М.: Моск. энерг. ин-т. 1972. С.86-88.

91. Агеев В.А. Исследование закономерностей лазерной и электрической эрозии металлов и использование их при спектральном анализе / Дисс. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1980. 172 с.

92. Романенко И.Н. Приэлектродные падения напряжения и градиенты при импульсных разрядах // Сб. науч. тр. № 60. М.: Моск. энерг. ин-т. 1968. С .263-270.

93. Иванов E.H., Прохоров E.H., Гончаренко Г.М. Перемещение кратеров дуги и эрозия электродов в малоиндуктивной разрядной цепи // Труды Чувашского гос. ун-та. 1972. С.20-24.

94. Киселев В.Я. Исследование электрической эрозии сильноточных контактов и электродов / Дисс. канд. техн. наук. М.: 1980. 199с.

95. Худокормов А.Д. Исследование эрозионных процессов на электродах в условиях мощного импульсного контрагированного разряда / Дис. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1974. 183с.

96. Юдовин З.М. Исследование тепловых процессов на электродах в условиях мощного импульсного электрического разряда / Дисс. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1974. 111с.

97. Donaldson A.L., Hgler М.О., Kristiansen М., et al, Electrode erosinon phenomena in a high energy pulsed discharge, IEEE, 1984, v.ps-12, N1, p.28-38.

98. Игнатенко В.П., Кухтиков В.А. Эрозия полусферических и плоских электродов в сильноточной квазистационарной дуге // Электрические контакты (теория и применение) М.: Наука. 1972. С.66-70.

99. Игнатенко В.П. и др. Сравнительное исследование эрозионных процессов на медных и металлокерамических электродах в сильноточной квазистационарной дуге // Электрические контакты (теория и применение). М.: Наука. 1972. С.71-74.161

100. Капельян С.Н. Влияние давлений на величину электрической эрозии металлов при конденсированном искровом разряде: Дисс. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1966. 138с.

101. Игнатко В.А. Электрические характеристики дуги переменного тока в экстремальных условиях // VIII Всесоюзная конференция по генераторам низкотемпературной плазмы. Июль 1980. Тезисы докладов. Часть 2. Новосибирск.: 1980. С.112-115.

102. Агеев В.А., Султанов М.А. Роль полярности электродов в механизме эрозиии металлических пластин // Теплофизика высоких температур. 1973, Т.11, № 3. С.498-502.

103. Султанов М.А. Исследование спектроскопических и структурных характеристик импульсного разряда большой мощности / Дисс. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1965. 123с.

104. Головейко А.Г. Исследование процессов на электродах в условиях мощного импульсного разряда. / Автореферат на соиск. уч. ст. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1970.41с.

105. Головейко А.Г. Теплофизические процессы на аноде в условиях мощного импульсного разряда // Инженерно-физический журнал. 1968. Т.ХУ, №6. С.1000-1008.

106. Вакуумные дуги. Теория и приложения. Под редакцией Дж.Лафферти. М.: Мир. 1982. 428с.

107. Худокормов А. Д. Исследование эрозионных процессов на электродах в условиях мощного импульсного разряда/ Автореферат дисс. на соиск. ученой ст. канд. ф.-м. наук. Минск.: 1980. 16с.

108. Любов Б.Я., Соболь Э.Н. Развитие тепловой модели поверхностного испарения металлов под действием концентрированных потоков энергии // Физика и химия обработки материалов. 1979, №1. С. 12-26.

109. Исследование процессов на электродах в условиях мощного импульсного разряда. Отчет о НИР: № ГР 71104170: Инв.№Б457674.-Минск.: Белорусский политехи, ин-т (БПИ). 1975. 381с.

110. Головейко А.Г.Исследование процессов на электродах в условиях мощного импульсного разряда / Дисс. канд. ф.-м.наук. Минск.: 1969. 319с.

111. Соболь Э.Н., ГЛытенко А.Л., Любов Б.Я. Физико-математический анализ нагрева и модификация поверхности при лазерной обработке материалов // Инженерно-физический журнал. 1990, Т.58, №3. С.357-374.

112. Любов Б.Я., Соболь Э.Н. Процессы теплопереноса при фазовых превращениях под действием интенсивных потоков энергии. Инженерно-физический журнал. ¡98.3, Т. XLVf N^. С €70-686

113. Weinstock G.L. Probabilistic apporoach to aircraft lightning protection Proceedings of the International Aerospace an Zightning and Statig Electricity Oxford, 23-25 March, 1982, V2, P. 1-7.

114. Куляпин B.M. Некоторые задачи теплопроводности с фазовыми превращениями // Инженерно-физический журнал. 1971, Т.2, №3. С.497-504.

115. Дивавин В.А., Михайлов А.Е. Температурная реакция первой стенки установки типа токамак на воздействие тепловой нагрузки при срывах плазмы // Журнал технической физики. 1984, Т.54, №3. С.504-510.162

116. Кокора А.Н., Романов Г.С., Станкевич Ю.А., Углов A.A. Лазерная плазма и ее влияние на теплофизические процессы в зоне обработки металла излучением лазера // Физика и химия обработки материалов. 1987, №1. С.54-61.

117. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. М.: ИИЛ. 1950.696с.

118. Исследование воздействия электрических разрядов на авиационные материалы. Отчет о НИР: №ГР78015018. Инв.№Б917827. М.: МИИГА. 1980. 152с.

119. Анисимов С.И. и др. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука. 1970. 272с.

120. Гончаренко Г.М. Установки для нагрева газов импульсными токами // Труды Моск.энерг.ин-та. Вып.45, М.: МЭИ. 1962. С.7-169.

121. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Л.: Энергоатомиздат. 1986. 488с.

122. Залесский A.M. Электрические аппараты высокого напряжения. -Л.-М.: Госэнергоиздат. 1957. 540С.

123. Павловский А.И. и др. Динамика цилиндрического канала сильноточного электрического разряда в воздухе // Журнал технической физики. 1975, Т.45, №2. С.286-293.

124. Романенко И.Н. Импульсные дуги в газах. Чебоксары.: Чувашское кн. изд. 1976. 136с.

125. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. М.: Наука. 1979. 320с.

126. Александров А.Ф., Рухадзе A.A. Физика сильноточных электроразрядных источников света. М.: Атомиздат. 1975. 183с.

127. Борович Б.Л., Розанов В.Б. Автомодельная теория мощных импульсных разрядов в плотных газах. Препринт №147. Лаборатория квантовой радиофизики физического института им. П.Н.Лебедева АН СССР. М.: 1970. 19с.

128. Тимофеев И.Б. Исследование динамики излучения сильноточных разрядов в воздухе / Автореферат дисс. на соиск. ст. канд. ф.-м. наук. М.: 1972. 11с.

129. Болотин И.Б., Эйдель Л.З. Измерения в переходных режимах короткого замыкания. Л.:Энергия. 1981. 192с.

130. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. И.К .Кикоина.-М.: Атомиздат. 1976. 1006с.

131. Александров А.Ф., Савичев А.Т., Тимофеев И.Б. О моделях сильноточных разрядов в атмосфере // Журнал технической физики. 1980, Т50, №8. С.1676 -1681.163

132. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. М.: Энергоатомиздат. 1986. 464с.

133. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский A.B. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках.- M.: Энергоатомиздат. 1990. 288с.

134. Гончаров С.Г., Кутскин И.П. Расчет нагрева проводников при больших плотностях тока // Труды Чебоксарского государственного университета. Вып.З. Электрофизические процессы при импульсном разряде. Чебоксары.: Чебоксарский гос. ун-т. 1976. С.43-49.

135. Лебедев C.B., Савватимский А.И. Электрический взрыв металла в экспериментах по созданию сверхсильных магнитных полей // Журнал технической физики. 1984, Т.54, Вып.З. С. 1794-1796.

136. Лев М.Л., Перегуд Б.П. Поведение электрического сопротивления проводников при развитии МГД неустойчивостей // Журнал технической физики. 1979, Т.49, вып.11. С.2368-2375.

137. Будович В.Л. Исследование электрических характеристик разрушения токами большой плотности / Автореферат дисс. на соиск. уч. степ, канд. техн. наук. Л.: 1977. 19с.

138. Взрывающиеся проволочки. М.: ИИЛ. 1963. 344с.

139. Электрический взрыв проводников. М.: Мир. 1965. 360с.

140. Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. М.: ИЛ. 1961. 250с.

141. Султанов М.А., Киселевский М.А. Исследование механизма эрозии электродов под действием сверхзвуковых факелов при импульсном разряде // Т.В.Т. Т.4, №3. 1966. С.375-381.

142. Филиппов Л.П. Исследование факельного компонента высоковольтного электрического разряда / Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Минск.: 1969. 18с.

143. Золотых Б.Н., Мельдер P.P. Физические основы электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение. 1977. 43с.

144. Обобщение и анализ статистических данных по типовым дефектам ЛКА на летательных аппаратах в процессе ремонта. Отчет о НИР (Этап№5) №ГР81091973, Инв.№ 02822027148. Руководитель Н.М.Сатова. М.: ГосНИИ ГА. 1981. 86с.

145. Разработать и внедрить систему покрытий для ремонтной окраски самолетов. Отчет о НИР (заключ.), №ГР80063373; Инв. №02860004612. Руководитель В.А. Ямской. М.: ГИПИ ЛКП. 1985. 156с.164

146. Авиационные материалы. Справочник.Т. 8. Теплозвуко-изоляционные, декоративно-отелочные, текстильные и лакокрасочные материалы, силикатные эмали. М.: ОНТИ. 1974. 240с.

147. Белкин Г.С. Эрозия электродов при мощных разрядах конденсаторных батарей высокого напряжения. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук . М.: 1967. 200с.

148. ГОСТ 11.008-75 (CT СЭВ 3542-82). Графические методы обработки данных. Метод Вероятностных сеток. М: Издательство стандартов. 1985. 40с.

149. Начаубеков Р.Б. Исследование эрозии катода и ее роль в существовании катодных пятен вакуумных дуг. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. ф.-м. наук. Ташкент.: 1974. 143с.

150. Камзолов С.К. Повреждение обшивки воздушного судна и элементов ее крепления при поражении молнией // Сб. научн. тр. №231 Обеспечение безопасности полетов в условиях электрической активности атмосферы. М.: Моск. энерг. ин-т. 1930. C.3S^li

151. Золотых Б.Н., Любченко Б.М. Инженерные методы расчета технологических параметров электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение. 1981. 51с.

152. Хеллан К. Введение в механику разрушений. М.: Мир. 1988. 364с.

153. Кропошин B.C. Обработка поверхности металлических материалов лазерным излучением. Поверхность. Физика. Химия. Механика. 1982. №3. С.1-12.

154. Авиационные материалы. Справочник. Т.4. Алюминиевые и бериллиевые сплавы. 4.1. Деформируемые алюминиевые сплавы и сплавы на основе бериллия. Кн.1. М.: ОНТИ. 1982. 627с.

155. Авиационные материалы. Справочник. Т.4. Алюминиевые и бериллиевые сплавы. 4.2. Деформируемые алюминиевые сплавы и сплавы на основе бериллия. Кн.2. М.: ОНТИ. 1987. 520с.

156. Авиационные материалы. Справочник.Т.6. Медные сплавы и специальные материалы для деталей трения, припои. М.: ОНТИ. 1974. 283с.

157. Авиационные материалы. Справочник. Т.1. Конструкционные стали. М.: ОНТИ. 1975.431с.

158. Ремонт летательных аппаратов / Под ред. Н.Л.Голего. М.: Транспорт. 1977. 420с.

159. Камзолов С.К., Кузнецов В.А., Новиков С.М., Разумовский А.Н. и др. Эрозия электродов при импульсном электрическом разряде в воздухе // Электронная техника, Серия 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1985.-С.З-4.

160. Разумовский А.Н. Влияние заряда, переносимого импульсным электрическим разрядом, на молниестойкость авиационных материалов // Труды Гос НИИ ГА. Вып.229. 1984. С.207-210.

161. Разумовский А.Н. Влияние диэлектрических покрытий на молниестойкость обшивки самолета // Экспресс-информация "Воздушный транспорт". Отечественный опыт. 1986. Вып.8. С.7-8.

162. Бутюгин М.А., Камзолов С.К., Разумовский А.Н. и др. Динамика развития электрического разряда при моделировании воздействия молнии на авиационные материалы. // Труды ГосНИИ ГА. 1986. Вып.258. С.98-101.

163. Камзолов С.К. Изменение прочностных характеристик материала обшивки ВС в условиях воздействия электрического разряда / Тезисы докладов Всесоюзной НТК 13-15 апреля 1988. М.: МИИГА. С.121.

164. Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н. Усталостная долговечность образцов обшивки ВС после воздействия молнии / Тезисы докладов Всесоюзной НТК "Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта". М.: МИИГА. 1990. С.126.

165. Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н. Изменение прочностных характеристик материала обшивки ВС при поражении электрическим разрядом // Сб. науч. трудов. № 231. М.: Моск. энерг. ин-т. 1990. С.45-48.

166. Белов В.В., Разумовский А.Н. Изменение микротвердости сплава Д16 в зоне поражения импульсной составляющей тока молнии. / Тезисы докладов Всесоюзной НТК "Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта". М.: МИИГА. 1990. С. 126.166

167. Кужекин И.П., Калеников A.B., Субботина Г.И. Макет секции генератора имспульсных токов для испытания летательных аппаратов на молниестойкость // Сб. науч. трудов. № 231. М.: Моск. энерг. ин-т. 1990. С.67-72.

168. Камзолов С.К., Новиков С.М., Разумовский А.Н. Исследование молниестойкости металлических авиационных материалов // 1 Всесоюзн. НТК Безопасность полета в условиях опасных внешних воздействий. Тезисы докладов. Киев.: КИИГА. 1981. С.15.

169. Борисов М.Б., Чистяков Ю.А. Экспериментальные исследования молниестойкости конструкций воздушных судов из композиционных материалов // Сб. науч. трудов. № 231. М.: Моск. энерг. ин-т. 1990. С.89-94.

170. Окнин С.Н., Аронов М.А. и др. Искровые разрядники летательных аппаратов // Сб. науч. трудов. № 231. М.: Моск. энерг. ин-т. 1990. С.95-99.

171. Камзолов С.К. Основные поражающие факторы при воздействиии молнии на воздушное судно // Обеспечение безопасности полетов в сложных метеоусловиях : Межвуз. сб. науч. тр. М.: МГТУГА. 1996. С.3-8.

172. Бутюгин М.А. и др. Остаточная прочность материалов обшивки ВС после поражения сильноточным электрическим разрядом (молнией) // Обеспечение безопасности полетов в сложных метеоусловиях : Межвуз. сб. науч. тр. М.: МГТУГА. 1996. С.12-16.

173. Камзолов С.К. Влияние термических эффектов на стойкость проводящих конструкций к электромеханическому воздействию молнии // Научный вестник МГТУ ГА. № 18. Серия Физика. М.: 2000. С.39-44.

Похожие работы

Транспорт
05.22.00