Университет Карлоса III в Мадриде (UC3M) координирует проект HITCOMP (высокотемпературная характеристика и моделирование термопластичных композитов) в рамках программы Horizon 2020, целью которой является изучениетермо возможных преимуществ термопластичных материалов в аэрокосмической промышленности.
Европейский аэрокосмический сектор обычно использует легкие, высокоэффективные термореактивные пластиковые композиты, также известные как композиты на основе эпоксидной смолы, во многих приложениях. Однако, эти материалы не так термостойки, как другие металлические компоненты самолетов, что может поставить под угрозу безопасность в ситуациях, когда достигаются экстремальные температуры . Стремясь улучшить поведение современных термореактивных композитов в условиях теплового повреждения, исследовательская группа HITCOMP предложила альтернативу: использование новых термопластичных материалов на основе смол PAEK.
В ходе разработки проекта HITCOMP было показано, что компоненты, изготовленные на основе термопласта, более эффективны с точки зрения их термических свойств, чем термореактивные композиты. Известное свойство, которое делает их очень полезными, заключается в том, что их можно переделывать, изменять форму, обрабатывать и перерабатывать без необходимости какого-либо дополнительного процесса отверждения для затвердевания и схватывания. Кроме того, они являются более универсальными, дешевыми и экологически чистыми материалами, чем обычные термореактивные композиты, и имеют более длительный срок службы благодаря своей высокой эластичности (их легче перерабатывать или ремонтировать), а также стойкости к усталости (износу) и коррозии. . Внедрение этих материалов будет означать создание более безопасных и легких самолетов, которые потребляют меньше топлива, повышают энергоэффективность и сокращают выбросы.
Чтобы получить максимальную отдачу от термопластов в аэрокосмической промышленности из-за их способности плавиться и деформироваться при перегреве, необходимо определить их поведение при воздействии тепловых, огневых и механических нагрузок. В рамках проекта HITCOMP была разработана испытательная лаборатория с новыми методами инфракрасной (ИК) термографии для получения точных и ненавязчивых измерений фактической температуры материалов во время испытаний на огнестойкость. Конечная цель — провести виртуальные испытания термопластов и сравнить их характеристики в реальных условиях с характеристиками обычных термореактивных композитов.
«Аэрокосмический сектор переживает переход к более электрическим самолетам. Это связано с увеличением количества источников тепла и, в конечном итоге, источников огня, что увеличивает воздействие нагрева на конструкцию», — объясняет Фернандо Лопес, ведущий исследователь и координатор проекта HITCOMP из отдела UC3M. Физика. «В этом контексте наш проект направлен на создание инновационной методологии, которая позволяет характеризовать термопласты с меньшими затратами ресурсов и улучшает прогнозирование их поведения и сопротивления при воздействии механических нагрузок, огня и высоких температур».
Измерения, полученные с помощью инфракрасной термографии, позволяют проводить компьютерное моделирование , которое виртуализирует испытания для выбора этого типа материала в авиационной промышленности. Ожидается, что его внедрение «значительно сократит количество проверочных испытаний, которые являются обязательными, значительно повысят стоимость и задержат утверждение этого типа материала в отрасли». ИК-модели и оборудование уже переданы компании Airbus для изучения их промышленного применения.
В процессе исследования группа также разработала новый метод, вдохновленный предыдущими результатами Лаборатории датчиков, дистанционного обнаружения и инфракрасной визуализации (LIR-InfraRed LAB) UC3M, который позволяет использовать эти методы инфракрасной визуализации для дистанционного определения теплового излучения. свойства этих материалов, без контакта.
