Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ, участник НОЦ «Рациональное недропользование») разработали противоударное покрытие на основе полиуреи, которое может обеспечить дополнительную защиту авиадеталям из композитных материалов.
В виду легкости и прочности композитов их все чаще используют для изготовления деталей авиа- и ракетной техники. Тем не менее, для некоторых элементов их прочностные характеристики недостаточны.
— Применение композиционных материалов в составе современной авиационной техники является необходимым условием обеспечения её конкурентоспособности, поэтому отказаться от применения таких материалов нельзя. Однако они обладают низкой сопротивляемостью к высокоскоростному ударному нагружению, вызываемому, например, столкновением с птицами. Поэтому у нас возникла идея применять в составе деталей авиационных двигателей из полимерных композиционных материалов защитные покрытия, — делится ведущий инженер центра высокопроизводительных вычислительных систем, доцент кафедры «Авиационные двигатели», кандидат технических наук Николай Саженков.
Предлагаемый защитный слой представляет собой соединение производных аммиака (алифатических аминов) и изоцианата – основы для производства полиуретана. Толщина покрытия составляет всего 0.3 мм, так что его нанесение не приводит к серьезному утяжелению конструкции.
Покрытие подходит для разных погодных условий: диапазон температур, которые оно способно выдерживать без потери функциональности, лежит в границах от -60 до +250 ̊С.
Технология нанесения защитного противоударного покрытия уже прошла успешную апробацию на корпусных деталях авиационных двигателей из полимерных композиционных материалов.
Экспериментально установлено, что его применение приводит к повышению баллистического предела исходной конструкции на 18,4 % при повышении ее массы всего на 6,5 %. В ближайших планах у разработчиков усовершенствовать покрытие, добавив в него слои арамидной ткани.
Сфера применения разработанного защитного покрытия, по мнению разработчиков, не ограничивается авиацией. Оно подойдет также для повышения прочности спортивного инвентаря (шлемов, мотоциклетной брони), лобового стекла и корпусных деталей автомобилей, а также корпусов легкомоторных лодок.
Исследование опубликовано в журнале «Composite Structures». Передовые производственные технологии авиадвигателестроения — один из приоритетных проектов Пермского НОЦ.