ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ОТ ДОЖДЕВОЙ КАПЛЕУДАРНОЙ ЭРОЗИИ
Когда летательный аппарат (ЛА) проходит через зону дождя на большой скорости, при воздействии дождевой каплеударной эрозии поверхность ЛА повреждается или отслаивается [1,2]. Несмотря на то, что капли дождя малы по размеру и массе, их многократное попадание на поверхность ЛА приведет к снижению прочности материала, ухудшению физико-механических свойств и, таким образом, повлияет на функциональность конструкционных материалов, в результате приводит к повреждению обтекателя, элементов теплозащит, руля направления и поверхности покрытия конструкции, соответственно изменяется геометрия поверхности конструкции самолета, что серьезно снижает безопасность полета. На базе легко-газовой пушки первого уровня для испытания материала на дождевую эрозию была построена одноструйная ударная платформа. Одноструйно-ударного испытания с различными скоростями и диаметрами было проведено на композитном ламинате с матрицей из углеродного волокна и смолы. Результаты показывают, что типичная морфология повреждения композитного материала при действии одиноструйной воды выглядит следующим образом: поверхность удара вогнута, центр практически не поврежден, вокруг него формируется кольцеобразная зона повреждения, в основном состоит из ударения смолы, растрескивания матрицы и не большого разрыва волокна. Внутренние повреждения состоят из растрескивания матрицы и межслойного расслоения. Размер повреждения имеет типичную анизотропию, а продольный размер больше поперечного, с увеличением скорости и диаметра струи, размеры поверхностного кольцевого повреждения и внутреннего повреждения увеличиваются как наружу, так и площадь кольцевого повреждения и внутреннего расслоения также увеличивается. Взаимодействие сжатия и разгрузки давления гидравлического удара, сдвига боковой струи и волны напряжения является основным механизмом одноструйного ударного разрушения для композитов.