Исследование влагопоглощения авиационных углепластиков в условиях теплого влажного климата

В.Г. Сальников

Филиал Института природно-технических систем, РФ, г. Сочи, Курортный проспект, 99/18

DOI: 10.33075/2220-5861-2021-2-46-53

УДК 678.016

Реферат:

Исследовано длительное влагопоглощение авиационных углепластиков на основе эпоксидного связующего в условиях теплого влажного климата (г. Сочи). Обнаружено явление цикличного стахостического колебания влагопоглощения сезонного характера у образцов, размещенных на открытом атмосферном стенде климатической площадки.

Изучены термовлажностные характеристики слоя воздуха у поверхности образцов во время инсоляции. Они определяют перегрев лицевой поверхности образца и изменение градиента влажности приповерхностного слоя воздуха относительно метеорологических данных. Прямыми измерениями определен размер этого слоя, который составляет 6-8 мм от поверхности образца. Он зависит не только от интенсивности инсоляции, но и от конвекционного и ветрового теплообмена с окружающей атмосферой.

При летней инсоляции максимальная температура лицевой поверхности образца (Т) на стенде достигала 54,0 C, а относительная влажность воздуха (RH) в приповерхностном слое не превышала 12,9%. Относительно метеопараметров атмосферы отмечался перегрев поверхности на 24,7 C и снижение приповерхностной RH на 46,1%. В работе показано, что максимальное суточное колебание Т у поверхности образца составило ΔТ_сут = 32,0 C, а колебание RH приповерхностной области − ΔRH_сут = 71,6%. Полученные данные превышают суточные колебания атмосферных параметров по Т в 4 раза и по RH в 3 раза.

Важность полученных результатов определяется тем, что циклические изменения температуры поверхности образцов являются одним из активаторов старения авиационных углепластиков. Они способствуют развитию физико-химических процессов в материале и за время эксплуатации изделий (25−30 лет) могут существенно снизить их прочностные свойства.

Ключевые слова: Черное море, глубоководная часть, поверхностный слой, величина рН, временной ряд, мультипликативная модель, интерполяция, экстраполяция, САК.

Для цитирования: Сальников В.Г. Исследование влагопоглощения авиационных углепластиков в условиях теплого влажного климата // Системы контроля окружающей среды. 2021. Вып. 2 (44). C. 46–53.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Николаев Е.В., Барботько С.Л., Андреева Н.П., Павлов М.Р. Комплексное исследование воздействия климатических и эксплуатационных факторов на новое поколение эпоксидного связующего и полимерных композиционных материалов на его основе // Труды ВИАМ. 2015. № 12. С. 86−99.
2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»//Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3–33.
3. Вапиров Ю.М., Голован В.И., Дзюба А.С., Колесник К.А., Щербаков В.Н. Способ определения и прогнозирования влагопоглощения полимерными композиционными материалами при старении // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. 47. № 7. С. 66−76.
4. ГОСТ 9.906-83 ЕСЗКС Станции климатические испытательные. Общие требования. М.: ИПК Издательство стандартов. 2004. 17 с.
5. Архив метеорологических наблюдений метеостанции Росгидромета VVMO ID 37099 [Электронный ресурс] URL:/https://rp5.ru/ (Дата обращения 05.08.2019).
6. Руднев В.П. Агрессивность факторов прибрежной среды субтропиков РФ по отношению к конструкционным материалам // Системы контроля окружающей среды. 2020. № 2(40). С. 62−71. DOI:10.33075/2220-5861-2020-2-62-71.
7. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. 149 с.
8. Старцев В.О., Куцевич К.Е., Хрулёв К.А., Молоков М.В. Прогнозирование температуры поверхности образцов композиционных материалов на основе клеевых препрегов при экспонировании в климатических условиях // Клеи. Герметики. Технологии. 2017. № 9. С. 24−31.
9. ГОСТ 9.707-81. Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение (с Изменением № 1) [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200015009 (Дата обращения 11.03.2021)
10. Каблов Е.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы старения / Е.Н. Каблов, О.В. Старцев, А.С. Кротов [и др.] // Деформация и разрушение материалов. 2011. № 1. C. 34–40.