Forskare från National University of Science and Technology (MISIS) har testat experimentella kompositmaterial för flygplansbromsar, utvecklad av PJSC Aviation Corporation "Rubin." Nya material, förstärkt med kol "tyg, " har visat sig vara mycket mer hållbara än de nuvarande analogerna. Som ett resultat av tester, forskarna utvecklade rekommendationer för att förbättra brottsegheten hos både befintliga och utvecklade kompositmaterial för bromssystem, vilket på sikt kan förbättra tillförlitligheten och säkerheten för flygplansdriften och minska underhållskostnaderna. Artikeln om forskningen publiceras i Ingenjörsbrottmekanik .

Bromssystemet i ett modernt passagerarflygplan är ett "paket" med fasta och roterande bromsskivor inuti hjulet. När bromsen är påslagen, specialkolvar komprimerar detta paket, ytorna på skivorna kommer i kontakt, och bromsningsprocessen uppstår på grund av friktion. I de flesta bromssystem, friktionsskivor är gjorda av kol-kol kompositmaterial, som är mycket uppvärmd när den utsätts för höga mekaniska belastningar.

Kraven på hållbarhet och driftsresurser för sådana material ökar kontinuerligt. Till exempel, för två decennier sedan, en uppsättning bromsskivor på flygplanet var tvungen att klara 500 cykler av "start-landning", och idag har denna siffra stigit över 2000. Därför utveckling och modifiering av sådana kompositmaterial är engagerad i ett stort antal forskare och företag runt om i världen.

Team av forskare från Center of Composite Materials (NUST MISIS), ledd av seniorforskaren Andrey Stepashkin på begäran av PJSC Aviation Corporation "Rubin" undersökte hur motståndet hos olika typer av kompositmaterial i bromssystem förändras under påverkan av periodiskt föränderliga mekaniska belastningar.

Material på basis av diskreta kolfibrer ("TERMAR-ADF") och på basis av koltyger (experimentprov) utvecklade av specialister på "Rubin" användes som prov. Materialen skilde sig i temperaturen för den slutliga värmebehandlingen och förstärkningen. Uppgiften för teamet av NUST MISIS-forskare var att ta reda på hur dessa faktorer påverkar materialets motståndskraft mot utveckling och spridning av sprickor, och att välja områden för ytterligare förbättring av tekniken.

"Det är värt att komma ihåg att flygplanet är ett mycket komplext tekniskt system, vars driftskostnad är många gånger högre än kostnaden för dess tillverkning. För att säkerställa passagerarnas säkerhet, flygutrustningen genomgår ständigt vissa typer av inspektioner. I detta fall, till exempel, bromssystem inspekteras inte efter varje flygning (eftersom det kräver delvis demontering av hjulen), men efter ett visst antal landningar. Flygplanskonstruktioner och de material som används i dem måste vara av sådan kvalitet som skadesäkerhet, bland annat. Detta innebär att om en spricka plötsligt uppstår i materialet omedelbart efter inspektion, det bör inte växa till förrän nästa inspektion för att orsaka skada på konstruktionen, " kommenterar Andrey Stepashkin.

Tester visade att materialen, förstärkt med diskreta kolfibrer, bättre motstå spridningen av en spricka tvärs staplingen av fibrer och material som förstärks av koltyger — längs kolfiber. När man kombinerar båda typerna av förstärkning, till exempel, när du skapar ett lagermaterial, det skulle vara möjligt att avsevärt öka materialets sprickmotstånd i båda riktningarna.

"Friktionskol-kolmaterial "TERMAR-ADF-OS" tillverkas kommersiellt av PJSC "Rubin" och används framgångsrikt i bromsarna på nästan alla ryska flygplan (utom gamla). Naturligtvis, det finns ingen gräns för perfektion – det skulle vara möjligt att öka dess friktionskoefficient och, kanske, några andra egenskaper. Vi jobbar på det, " säger Anatoliy Koenigfest, en av utvecklarna av TERMAR-material.

Ju mer tillförlitligt materialet är, desto mindre frekventa inspektioner behövs. Detta, respektive, minskar kostnaderna för flygplansdrift och underhåll av flygplan, vilket i sin tur kan leda till att kostnaden för flygbiljetter minskar.