Nowe osłony chroniące samolot przed fragmentami silnika
Materiały kompozytowe mają znacznie lepszy stosunek wytrzymałości do masy niż materiały konwencjonalne i są powszechnie używane w produkcji wielu komponentów lotniczych. Dzięki dofinansowaniu UE dla projektu IMPTEST (Impact test campaign) naukowcy opracowali osłony ochronne z kompozytów polimerowych, które mają chronić samoloty przed drobnymi odpryskami z wirujących części. Partnerzy projektu zbadali i przetestowali zjawiska związane z uderzeniami w materiały osłonowe. Uczeni wykorzystali trzy różne pociski przy różnych prędkościach, aby określić limity balistyczne dotyczące penetracji osłon metalowych i trzech osłon kompozytowych. Wybrano dwie koncepcje, by następnie przeprowadzić na nich badanie znaczenia kąta uderzenia. Wiązki włókien badano w temperaturach od 40 do 120°C. Wyniki tych badań wykorzystano w symulacjach uderzeń do przeanalizowania wpływu temperatury. Przy pomocy zdjęć poklatkowych udokumentowano reakcję wszystkich próbek na uderzenia. Zastosowano też metody fraktograficzne i skanowanie 3D zdeformowanych kształtów próbek po uderzeniu, aby scharakteryzować uszkodzenia. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki tych badań wskazują, że osłony kompozytowe z włóknami polimerowymi cechują się prędkością progu penetracji na jednostkę wagi dwu- lub trzykrotnie wyższą niż konwencjonalne osłony metalowe. Osłony te ułatwiają używanie silników z otwartym śmigłem, montowanych z tyłu kadłuba samolotu, a ich niska waga przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa i emisji. Osłony kompozytowe zawierające włókna szklane mają podobne parametry co osłony metalowe. Osłony z włóknami polietylenowymi o ultrawysokiej masie cząsteczkowej uzyskały lepsze wyniki niż osłony z włóknami aramidowymi. W ramach projektu IMPTEST przetestowano osłony z lekkich kompozytów polimerowych, które znajdą zastosowanie przy rozwijaniu istniejących i przyszłych samolotów. Te innowacyjne technologie są niezbędne dla wprowadzania zaawansowanych konstrukcji silników, na przykład silników z odkrytymi śmigłami, które pozwolą ograniczać zużycie paliwa i emisje dwutlenku węgla.
Słowa kluczowe
Fragmenty silnika, IMPTEST, osłony ochronne, osłony z kompozytów polimerowych
