Изменения в обшивке самолета могут принести большие преимущества

При упоминании о конструкции самолета и современных материалах в голову приходят мысли о силовых элементах — шпангоутах, стрингерах, лонжеронах и балках, которые формируют скелет ВС. Но исследования, затрагивающие внешние слои обшивки самолета (всего миллиметры, даже микроны толщины), обещают оказать огромное влияние на вес, стоимость и эффективность машины. Обшивка самолета приобрела новое, особое значение с переходом на композиционные планеры, что влечет необходимость обеспечить защиту от молний диэлектрических углеволоконных материалов, используемых вместо электропроводящего алюминия. Сейчас это достигается добавлением слоя проводящей сетки из металлической фольги поверх композитов, что увеличивает вес, усложняет производство и повышает стоимость.

В качестве альтернативы расположенная в США корпорация Lord Corp. разработала простое в изготовлении проводящее эпоксидное покрытие, которое весит вдвое меньше сетки из медной фольги, но имеет такую же эффективность при защите от ударов молнии. Как говорит ведущий инженер Lord Chemical Engineering Сет Каррузерс, покрытие UltraConductive, созданное на основе технологий, применяемых для отвода тепла от микрочипов и дисплеев, сейчас проходит изучение у самолетостроителей, а на следующий год запланированы летные испытания.

Вещество UltraConductive наносится в виде пленки или напыляется на углеволоконный препрег, после чего подвергается обработке в автоклаве вместе с основной композитной деталью. В процессе обработки сырой материал становится проводящим. При нагреве проводящие частицы, взвешенные в эпоксидном полимере, самоупорядочиваются так, что начинают касаться друг друга. "Самая большая тонкость в том, чтобы не дать полимерной матрице снова покрывать частицы и предотвратить формирование трехмерной сетки", — поясняет Каррузерс.

По сравнению с сеткой из медной фольги, которая весит 312,5 г/м2, пленка весит 190,5 г/м2, а напыленное покрытие — 141,6 г/м2, что дает экономию до 55%. Улучшенная обработка поверхности по сравнению с медной сеткой, также дает косвенную экономию в весе требуемых грунтовки и краски. Компания Lord оценивает общую экономию в весе на уровне 176,9 кг для узкофюзеляжного и почти 532 кг для широкофюзеляжного самолета.

Также сокращается и количество ручного труда при производстве. Сейчас, чтобы обеспечить безопасное распространение энергии от удара молнии по всей поверхности планера, композитные панели необходимо зачищать до открытия медной фольги и обеспечивать их электрический контакт. "Материал UltraConductive проводит в любом направлении. Вам не надо зачищать края, вы просто устанавливаете контактное соединение или полосу. Получается большая экономия в весе и трудозатратах", — говорит Каррузерс.

Подробнее - www.ato.ru