Специалисты Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ) проводят исследования структурных изменений наномодифицированных углепластиков авиационного назначения в натурных климатических условиях при имитации полетных циклов.

Ученые всего мира десятилетиями бьются над проблемой рационального использования полимерных композиционных материалов (ПКМ) в авиационной технике. Старение материалов под воздействием температуры, влаги и солнечного излучения снижает прочность материалов. Как достоверно прогнозировать свойства, чтобы самолеты и вертолеты десятилетиями сохраняли надежность?

Углепластики и стеклопластики открывают свои тайны, если при исследовании их свойств объединить фундаментальную теорию и современную экспериментальную технику, − отвечает на этот вопрос руководитель проекта РФФИ, начальник лаборатории ВИАМ Валерий Олегович Старцев. − И то и другое существует и активно развивается в нашем институте.

Новые закономерности климатического старения ПКМ установлены при выполнении гранта Российского фонда фундаментальных исследований №18–29–18029. Термовлажностные испытания ПКМ в климатических камерах за короткое время помогают определить влияние структуры и состава новых перспективных материалов на их свойства, определить способность наномодификаторов противостоять гидролизу и термоокислению в широком интервале температур. Но самые точные сведения о климатической стойкости материалов выявляются при проведении испытаний в натурных климатических условиях в Московском и Геленджикском центрах климатических испытаний ВИАМ им. Г.В. Акимова.

Сопоставление режимов «экспонирование» и «экспонирование и термоциклирование, имитирующее режим взлета и посадки» позволяет учесть эффекты суточного и сезонного циклирования климатических факторов, перегревы поверхности образцов материалов при воздействии солнечного излучения, флуктуации влагосодержания в периоды дождей.

Мы используем новейшие методы и приборы, чтобы уже на самых ранних стадиях воздействия климатических факторов отследить изменение состояния материалов, выявить их «слабые звенья», дать рекомендации по защите от агрессивных воздействий, − рассказывает Валерий Старцев. – Для повышения точности прогнозирования изменения свойств материалов мы учитываем толщину и размеры образцов из углепластиков, используем конструктивно-подобные образцы, определяем степень обратимого воздействия влаги. При необходимости сравниваем свойства материалов после пребывания в различных климатических условиях земного шара, например, в арктическом климате Якутии, тропиках Вьетнама, Китая, Кубы. Перспективным направлением является углубленное исследование совместного влияния натурного экспонирования и циклических механических нагрузок. Объединение результатов лабораторных и натурных климатических испытаний повышает достоверность прогноза сохраняемости свойств материалов в ожидаемых условиях эксплуатации.