Авиаторы и их друзья

79 031 подписчик

Свежие комментарии

  • Александр Гусев
    "...тормозные колодки на одном из шасси..." - очевидно, на колесах одной из стоек шасси. НЕ бывает "несколько" шас...Этот день в авиац...
  • Александр Гусев
    "...тормозные колодки на одном из шасси..."Этот день в авиац...
  • Господин Никто
    Большое спасибо, Семён за интересный материал !Этот день в авиац...

Композитные самолеты и проблемы молниезащиты

Композитные самолеты и проблемы молниезащиты
Плюсы применения композитов - это уменьшение расхода топлива, примерно на 20%, так же увеличение грузоподъемности.

Например горизонтальное оперение Airbus 380 изготовлено почти целиком из пластика, усиленного углеродными волокнами, а в Airbus 350 и Boeing 787 Dreamliner более масштабно используют углеродные композиты. В плане электропроводности этим материалам еще очень далеко до старого доброго алюминия. Молния чаще ударяет в выступающие части самолета, нос, хвост или крылья. Корпус самолета становится частью электрической цепи и ток течет в зону с противоположным зарядом, образуется цепь земля-корпус самолета-облако либо облако-корпус самолета-облако.
 
На сегодняшний день композитные материалы применяемые в авиастроении покрывают тонкой металлической сеткой, но это увеличивает массу самолета и следовательно грузоподъемность и расход топлива. Поэтому производители стремятся разработать композиты которые сами по себе обладали бы лучшими электрическими свойствами. 
 
Композитные материалы для авиации и не только изготавливают послойной склейкой слоев композита эпоксидной смолой которая плохо проводит электрический ток. Поэтому хорошими электропроводными свойствами обладает лишь верхний слой композитного материала.
Напомню что сила тока в канале молнии более 100000А,место куда попала молния выглядят как растерзанные мягкие игрушки с выдранным волокнистым наполнителем. 

Сами по себе углеродные волокна являются кстати хорошими проводниками, но чтобы усилить механическую прочность волокна в разных слоях идут еще и в разных направлениях, это означает что даже если электрический ток и может распространяться между слоями, он проходит не так хорошо как в металле, что приводит к нагреву и разрушению материала.

Как уже говорилось выше молнии часто попадают в выступающие части, в том числе и крыло, обычно состоящее из нескольких секций. Если металлическую секцию можно просверлить и вставить заклепки, то электропроводность в ней особо не ухудшится. А вот с замками на секции из композитов сложнее, при попытке просверлить отверстия появляются разомкнутые цепи углеродных волокон, которые при сильном электрическом поле могут стать источником электрического разряда - искры. Не очень хорошая перспектива, поскольку эти волокна соседствуют с тысячами литров топлива. Поэтому производители разработали новый тип соединения, в котором крючья на поверхности титановой поддерживающей структуры входят напрямую в углеродные волокна.
Так что молнии, это детские болезни авиации из композитов и наработка большого опыта, потому что впереди СУПЕРМОЛНИИ - спрайты в которых сила тока превосходит ток обычной молнии в сотни и тысячи раз. 

К счастью современные летательные аппараты, а так же следующее поколение композитных самолетов будут летать далеко от зоны обитания спрайтов, которые возникают в верхних слоях атмосферы и уходят дальше вверх, как языки пламени. Но в долгосрочной перспективе мы ожидаем космопланы, которые будут подниматься к границе космоса и нырять вниз, сокращая время на перелет скажем от Красноярска до Веллингтона до четырех часов.
Так что если конструкторы не получат правильные композитные материалы сейчас, пассажирам будущего понадобится что-то существеннее водки и виски, чтобы справится с шоком от пролившегося "спрайта".

Картина дня

наверх