Ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" успешно протестировали инновационные композитные материалы, предназначенные для авиационных тормозных систем. Результаты подтвердили их исключительную выносливость по сравнению с существующими аналогами.
Глобальный вызов: надежность авиатормозов
Повышение надежности и долговечности тормозов воздушных судов остается одной из ключевых задач для научного сообщества и авиационной промышленности во всем мире.
Как устроена тормозная система самолета
Тормозная система пассажирского лайнера расположена внутри колеса и состоит из "пакета" стационарных и вращающихся дисков. При активации тормоза поршни сжимают этот пакет, диски входят в контакт, и трение между ними обеспечивает замедление.
Требования к материалам растут
Большинство современных тормозных дисков производят из композитов на основе углерода, которые подвержены сильному нагреву при работе. Необходимость в еще более прочных и устойчивых материалах постоянно увеличивается.
Исследование по заказу АК "Рубин"
Специалисты Центра композиционных материалов НИТУ "МИСиС" выполнили исследование по заказу ПАО "Авиационная корпорация "Рубин". Они изучили, как разные композиты сопротивляются зарождению и развитию трещин под воздействием циклических нагрузок.
Методология и цели испытаний
В ходе работы ученые НИТУ "МИСиС" проанализировали материалы на основе дискретных углеродных волокон и углеродных тканей, предоставленные АК "Рубин". Образцы отличались температурой финальной обработки и структурой армирования. Целью было определить влияние этих параметров на устойчивость к трещинообразованию и найти пути оптимизации технологий.
Принцип "безопасности повреждения"
Тормозные системы самолетов проходят осмотр не после каждого рейса, а через определенное количество посадок. Поэтому критически важно, чтобы материалы обладали свойством "безопасности повреждения". Это означает, что трещина, возникшая после проверки, не должна достигнуть разрушительных размеров до следующего осмотра.
Ключевые результаты тестирования
Испытания в НИТУ "МИСиС" выявили важную закономерность: материалы с дискретными волокнами эффективнее противостоят росту трещин поперек направления волокна, а тканевые композиты – вдоль него.
Комбинирование обоих типов армирования (например, в слоистых структурах) позволяет значительно повысить устойчивость к трещинам во всех направлениях, что напрямую увеличивает безопасность и надежность воздушных судов.
Практическая польза и экономия
Использование более надежных композитов позволяет увеличить интервалы между техническими осмотрами тормозных систем. Это приводит к существенному снижению затрат на эксплуатацию и обслуживание авиапарка.
Рекомендации для будущего
На основе результатов тестирования эксперты университета подготовили рекомендации. Они направлены на повышение трещиностойкости как текущих, так и перспективных композитных материалов для авиационных тормозов.
Изображение логотипа с сайта НИТУ МИСИС
Источник: scientificrussia.ru
