Легкие и прочные материалы представляют интерес для передовых отраслей промышленности, таких как авиа- и ракетостроение. Так, при изготовлении деталей самолетов вместо металлов все чаще используются поликомпозиты. Однако для некоторых элементов авиадвигателей их прочностные характеристики не достаточны. Ученые Пермского Политеха предлагают решить эту проблему с помощью новой разработки – защитного противоударного покрытия на основе полиуреи.

Исследование опубликовано в журнале Composite Structures. Разработка вносит вклад в обеспечение технологического суверенитета России.

«Применение композиционных материалов в составе современной авиационной техники является необходимым условием обеспечения ее 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.

Испытательный образец с защитным покрытием / ©Пресс-служба Пермского Политеха

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 градусов.

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 процентов. На достигнутых результатах исследователи не останавливаются. В ближайших планах у разработчиков усовершенствовать покрытие, добавив в него слои арамидной ткани.

Сфера применения разработанного защитного покрытия 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.