Угленанокомпозиты, стойкие к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Гуняева, Анна Георгиевна

• Гуняева, Анна Георгиевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Гуняева, Анна Георгиевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие сведения о воздействии токов молнии на конструкции, выходящие на внешний контур планера самолета

1.2 Молниестойкость ПКМ, используемых в самолетостроении

1.3 Традиционные способы защиты летательных аппаратов от электрических разрядов молнии

1.4 Современные подходы к созданию электропроводящих ПКМ

1.5 Компоненты для создания угленанокомпозитов, стойких к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии

1.5.1 Углеродные армирующие наполнители

1.5.2 Полимерные матрицы

1.5.3 Углеродные наночастицы

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследования

2.2. Методы исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Исследование влияния содержания углеродных наночастиц на свойства угленанокомпозитов

3.1.1 Исследование микроструктуры углеродных наночастиц, в том числе в составе угленанокомпозитов

3.1.2 Исследование влияния содержания углеродных наночастиц на процесс отверждения связующих в препрегах угленанокомпозитов

3.1.3 Исследование влияния содержания углеродных наночастиц на жизнеспособность препрегов угленанокомпозитов

3.1.4 Исследование влияния содержания углеродных наночастиц на электро- и теплофизические свойства угленанокомпозитов

3.1.5 Исследование влияния содержания углеродных наночастиц на механические свойства угленанокомпозитов

3.2 Исследование угленанокомпозитов, стойких к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии

3.2.1 Влияние структуры углеродного армирующего наполнителя на молниестойкость ПКМ

3.2.2 Исследование элементарных образцов ПКМ с молниезащитными покрытиями на основе слоев угленанокомпозитов после испытаний на молниестойкость

3.2.3 Исследование ПКМ с молниезащитным покрытием на основе слоев угленанокомпозита с лакокрасочным покрытием после испытаний на молниестойкость

3.2.4 Исследование фрагментов прототипа трехстрингерной панели крыла из ПКМ с молниезащитным покрытием на основе слоев угленанокомпозита после испытаний на молниестойкость

3.3 Разработка угленанокомпозитов на основе углеродных наполнителей и термостойких полимерных связующих, модифицированных углеродными наночастицами

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ПКМ - полимерный композиционный материал

ЛА - летательный аппарат

МЗП - молниезащитное покрытие

ЛКП - лакокрасочное покрытие

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия

ТМА - термомеханический анализ

ДМА - динамомеханический анализ

УЗК - ультразвуковой контроль

Тё - температура стеклования

Траб - температура рабочая

Тдес - температура деструкции

Тисп - температура испытаний

ТУ - технические условия

УНЧ - углеродные наночастицы

УНТ - углеродные нанотрубки

ТРГ - терморасширенный графит

КЛТР - коэффициент линейного термического расширения

Тгел - температура гелеобразования

а_в - предел прочности при сжатии

ав - предел прочности при растяжении

Ев - модуль упругости при растяжении

ави - предел прочности при изгибе

Еви - модуль упругости при изгибе

Ххг - предел прочности при межслоевом сдвиге

ру - электрическое сопротивление

Т0 - температура начала активной реакции отверждения

Тм - температура максимума реакции отверждения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Угленанокомпозиты, стойкие к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии»

ВВЕДЕНИЕ

«Действие даже самой крохотной частицы приводит к изменениям во всей вселенной»

Никола Тесла

Актуальность работы:

В различных областях техники, и прежде всего в авиационной, находят применение полимерные композиционные материалы (ПКМ). Сравнительный анализ последних технических достижений в области аэродинамики показывает, что наиболее перспективными с точки зрения повышения эффективности летательных аппаратов (ЛА) представляется снижение массы конструкции, в первую очередь, за счет использования новых и усовершенствованных материалов, таких как ПКМ, и прежде всего углекомпозитов.

Объем применения ПКМ в конструкции планера ряда самолетов и вертолетов в настоящее время превышает уже 40 % масс., и 80 % по площади, выходящей на внешний контур. За рубежом объем использования ПКМ в конструкции планера современных самолетов достигает 50 % масс., например Boeing 787 (США) - 50 %, Airbas A380 (Европа) - 30 %. Российские авиастроители также стремятся увеличить объемы элементов конструкций, выполняемых из углекомпозитов в своих новых машинах «ПАО «ОКБ Сухого» в SSJ NG и корпорация «Иркут» в МС-21 [1]. Расчетные данные, подтверждённые результатами экспериментальных исследований и летных испытаний, показывают, что использование ПКМ позволяет снизить массу планера ЛА до 3040 % по сравнению с планером из традиционных металлических материалов. Все это обеспечит получение резерва массы, которая может быть использована для увеличения дальности полета или полезной нагрузки [2].

В XXI веке углекомпозиты становятся основным конструкционным материалом для планера самолета. Доля углекомпозитов на основе эпоксидных матриц, используемых в конструкциях самолетов, составляет до 30-35 % [3].

Наряду с неоспоримыми преимуществами углекомпозитов перед алюминиевыми и титановыми сплавами: пониженной плотности, высокими значениями модуля упругости, кратковременной и длительной прочности при растяжении, ползучести, усталостной прочности, демпфирующей способности и коррозийной стойкости в диапазоне температур от -60 до +200 °С, углекомпозитам также присущ и ряд недостатков: относительно невысокая стойкость к ударным нагрузкам, недостаточная стабильность физико-механических характеристик при длительном воздействии высоких температур и других эксплуатационных факторов [4], низкая по сравнению с металлами электропроводность, что приводит к накоплению статического электричества и уязвимости конструкций к воздействию высоковольтных токов молнии. При предельных параметрах токов молнии материал получает все виды разрушений: сквозной пробой, расщепление армирующего наполнителя, выгорание связующего, что приводит к значительной потере прочности и возможности разрушения при набегающих потоках воздуха в полете.

Наиболее широкое применение ПКМ впервые получили при изготовлении таких частей самолета, как горизонтальный стабилизатор, руль направления, элерон, закрылок и др. Эти агрегаты определяют безопасность полета, поэтому требования к ним должны быть наиболее жесткими. Применение ПКМ для изготовления отдельных элементов самолета позволило приблизительно до 60 % снизить массу при сохранении 65 % прочности самолета [5].

Однако перечисленные выше элементы самолета, выполненные с использованием ПКМ, являются более уязвимыми при воздействии тока молнии, чем изготовленные из хорошо проводящих электричество металлов. Именно поэтому ПКМ, используемые для изготовления внешней обшивки фюзеляжа ЛА, должны обеспечивать малый удельный вес при высоком уровне конструкционных и функциональных свойств, таких как защита электрических разрядов молнии и накопления статического электричества, сохранение несущей способности после воздействия молнии. На сегодняшний день основные виды молниезащитных систем для ПКМ - это алюминиевые или медные сетки, фольги и шины

импортного производства, использование которых неизбежно приводит к увеличению массы ЛА.

Повышение электропроводности ПКМ может быть реализовано введением в его состав различных веществ, включая наноразмерные. На сегодня основной способ повышения уровня электропроводности ПКМ это - модификация ПКМ (как полимерной матрицы, так и наполнителя) проводящими наночастицами (углеродными и металлическими). Однако, следует учитывать, что введение больших концентрации проводящих наночастиц в связующие негативно сказывается на технологических свойствах полуфабрикатов (препрегов), механических и эксплуатационных свойствах ПКМ на их основе.

В работе проведены исследования по разработке материалов нового поколения - угленанокомпозитов и целенаправленному получению комплекса свойств за счет применения углеродных наночастиц (УНЧ).

Следует отметить, что работы по данному направлению начались еще в 90-х годах прошлого века. Однако они остаются актуальными и востребованными и на сегодняшний день.

Диссертационная работа посвящена созданию и исследованию угленанокомпозитов - материалов на основе углеродных наполнителей и термореактивных полимерных связующих, модифицированных УНЧ, и рассмотрению возможности их применения в условиях воздействия электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии.

Благодаря уникальным свойствам (высокие прочность, жесткость, поверхностная энергия и др.) УНЧ могут быть использованы как эффективные модификаторы, способные направленно регулировать структуру полимерной матрицы и обеспечить увеличение механических характеристик, эксплуатационного ресурса и стойкость угленанокомпозитов к воздействию электрического разряда. Успех создания угленанокомпозита зависит от правильного выбора компонентов (углеродного наполнителя, термореактивной полимерной матрицы, вида УНЧ, их оптимальной концентрации), поиска простого и верного технологического решения для выбора способа введения и

достижения равномерности распределения нанообъектов в объеме материала, что трудно обеспечить вследствие присущей им седиментации в жидкой олигомерной среде.

Цель работы: разработка составов угленанокомпозитов, стойких к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии.

Основные задачи:

1. Исследование микроструктуры углеродных наночастиц, в том числе в составе угленанокомпозитов на основе термореактивных полимерных матриц;

2. Исследование влияния содержания углеродных наночастиц на физико-химические, механические и эксплуатационные свойства угленанокомпозитов;

3. Исследование влияния структуры углеродных армирующих наполнителей в составе углекомпозита на стойкость к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии;

4. Проведение испытаний образцов ПКМ, в том числе с молниезащитными покрытиями на основе слоев угленанокомпозитов, на стойкость к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии;

5. Исследование ПКМ, в том числе с молниезащитными покрытиями на основе слоев угленанокомпозитов, методом ультразвукового контроля и определение их остаточной прочности после воздействия электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии;

6. Разработка и оптимизация составов угленанокомпозитов, стойких к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии.

Научная новизна:

1. Впервые показано применение углеродных наночастиц в качестве модифицирующей добавки в полимерные термореактивные матрицы с целью создания угленанокомпозитов, стойких к воздействию электрического разряда молнии, повышению их механических (предела прочности при сжатии и межслоевом сдвиге) и эксплуатационных свойств с целью увеличения

сопротивления электродинамической составляющей разряда молнии, сокращению площади расслоений и глубины поражения в полимерном композиционном материале.

2. Экспериментально установлено, что стойкость углекомпозитов к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии, зависит от толщины ткани, соотношения диаметра жгута, а также типа и плотности плетения углеродного армирующего наполнителя. Углеродные саржевые тканые структуры обеспечивают более высокую стойкость углекомпозитов к воздействию разряда молнии за счет увеличения количества точек привязки проходящего разряда молнии к местам переплетения ткани, что вызывает разделение канала тока молнии и ослабляет его разрушающее воздействие.

3. Разработаны научно-технологические подходы к созданию трансверсальной «цепочной» тепло- и электропроводимости с применением углеродных наночастиц в термореактивной матрице, что увеличивает число направлений рассеивания энергии электрического разряда и обеспечивает включение второго слоя углеродного наполнителя в работу молниезащитного покрытия на основе слоев угленанокомпозита. Это способствует быстрому растеканию тока молнии с поверхностных молниезащитных слоев.

4. Показано, что термостойкость полимерной матрицы молниезащитного покрытия на основе слоев угленанокомпозита определяет работоспособность молниезащитных слоев как конструкционного материала при воздействии высоких тепловых энергий, выделяющихся в процессе прохождения электрического тока молнии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что введение углеродных наночастиц в состав термореактивной матрицы ПКМ приводит к изменению ее микрофазовой структуры: частицы дисперсной фазы вытягиваются в цепочки, которые затем образуют разветвленные наноструктуры, на отдельных участках переходящие в редко сетчатые образования; усилению адгезионного взаимодействия фаз

(волокно-матрица); снижению электросопротивления угленанокомпозита; сокращению площади расслоений и глубины поражения в материале ПКМ; а также влияет на физико-химические и эксплуатационные свойства угленанокомпозитов, повышая предел прочности при сжатии до 35 %, а при сдвиге до 15 % (в зависимости от температуры испытаний), что способствует увеличению сопротивления к воздействию электродинамической составляющей молниевого разряда, сокращению площади расслоений и глубины поражения в ПКМ.

2. Установлено влияние структуры углеродного армирующего наполнителя на стойкость углекомпозита к электрическому разряду, имитирующему импульс тока молнии, и показано, что оптимальными являются углеродные тканые саржевые структуры с числом филаментов 3 тысячи при поверхностной

л

плотности 200-280 г/м и толщине монослоя от 0,18 до 0,24 мм.

3. Установлены механизмы влияния углеродных наночастиц на свойства угленанокомпозитов и их стойкость к воздействию электрического разряда молнии, заключающиеся в самоорганизации углеродных наночастиц и создании трансверсальных «цепочных» тепло- и электропроводимости в термореактивной полимерной матрице.

4. Показано, что молниезащитное покрытие на основе слоев угленанокомпозита выполняет кроме защитной еще и несущую функцию: молниезащитные слои могут быть включены в расчетную схему конструкций, выполненных из ПКМ, не увеличивая массу изделия.

5. Установлено, что углеродные наночастицы могут быть использованы в качестве структурных модификаторов полимерных термореактивных связующих для ПКМ, при этом происходит повышение стойкости материала к воздействию динамических и тепловых нагрузок при электрических разрядах, имитирующих импульс тока молнии: полностью отсутствуют сквозной пробой, трещины и повреждения обратной стороны образцов, отслоение молниезащитного покрытия от основного материала конструкции из ПКМ, уменьшается зона поражения верхнего слоя покрытия, деструкция связующего и распушение жгутов на

отдельные углеродные волокна, предел прочности при изгибе основного материала конструкции из ПКМ в эпицентре удара молнии с параметрами тока силой 200 кА и переносимым зарядом 20 Кл сохраняется уровне более 75 %.

Достоверность и обоснованность результатов исследования:

Применение стандартных поверенных и аттестованных средств измерения, использование методов исследования, таких как дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), термомеханический анализ (ТМА), электронная микроскопия и других, надежно зарекомендовавших себя в мировой практике, а также всесторонние исследования большого количества образцов, обеспечивают достоверность и обоснованность результатов исследования.

Личный вклад соискателя:

Соискателем лично проведены все описанные исследования и разработаны оптимальные составы новых материалов, отработаны технологические режимы их получения, исследованы процессы их отверждения и микроструктура, составлена вся необходимая техническая документация. При непосредственном участии соискателя проведены испытания конструктивных образцов ПКМ на стойкость к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии.

Апробация работы:

Основные результаты докладывались на XXXVII и ХХХУШ Международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» 2011 и 2012 гг., Москва, II Межрегиональной конференции «Энергетика. Энергосбережение. Энергоэффективность - XXI век», 2013 год, г. Саранск, ХХ Международной научно-технической конференции «Конструкции и технологии получения изделий из неметаллических материалов», 2013 год, г. Обнинск, конференции «Российские полимерные композиционные материалы нового поколения для изделий авиационно-космической техники разработки «ВИАМ-PORCHER», 2013 год, Москва, Международном Технологическом форуме "Инновации. Технологии. Производство", 2014 год, г. Рыбинск, Открытом конкурсе научных работ молодых ученых и специалистов, приуроченном к 55-летию ГНЦ РФ ОАО «ОНПП «Технология», 2014 год,

г. Обнинск, конференции «Фундаментальные научные основы современных комплексных методов исследований и испытаний материалов, а также элементов конструкций», 2015 г., Москва, на семинаре «Наномодифицированные материалы», 2016 г., Москва, XLII Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения», 2016 г., Москва, V Российской конференции по молниезащите, 2016 г., Санкт-Петербург.

Публикации:

Основные результаты изложены в 18 научных публикациях, включая 5 публикаций в изданиях, включенных в перечень ВАК, 2-х патентах.

Автор является лауреатом XVI Всероссийского конкурса «Инженер года-2015» в номинации «Авиация и космонавтика» (Технологии), обладателем стипендии президента РФ в 2015 году за выдающиеся достижения в создании прорывных технологий.

Структура и объем работы:

Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, практической реализации результатов исследований, выводов, списка использованной литературы из 156 наименований, содержит 46 рисунков, 31 таблицу, изложена на 162 страницах машинописного текста.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Стремление к уменьшению массы конструкционных элементов и соответствующему увеличению полезной нагрузки ЛА привело к созданию нового класса конструкционных материалов - ПКМ. ПКМ к настоящему времени стали основными конструкционными и функциональными материалами для авиационных, космических и машиностроительных изделий XXI века и используются взамен традиционных металлических сплавов [6].

ПКМ представляют собой сочетание различных компонентов с четко выраженной границей раздела: армирующих наполнителей и полимерных связующих, придающих материалу монолитность. Применение ПКМ в отечественном самолетостроении началось в 1957 году со стеклопластиковых лопаток подъемного двигателя. На протяжении 60-х г. прошлого века использование стеклопластика резко возросло, и к 1970 году ставило 27 % по отношению к омываемой поверхности конструкции самолета. Но затем наступил значительный спад в использовании стеклопластиков из-за его низких показателей по «матрице жесткости». В дополнение к ним пришел новый вид ПКМ - углепластики (углекомпозиты) - материалы на основе углеродных волокон и полимерных связующих [7].

Широкое применение конструкционных углепластиков в различных отраслях промышленности стало возможным вследствие присущего им комплекса конструкционных и специальных свойств, не достигаемых в традиционных металлических материалах [8].

В авиационной промышленности конструкционные углепластики применяются взамен алюминиевых и титановых сплавов, что обеспечивает снижение массы планера ЛА до 20 %, включая двигатели. К настоящему времени за рубежом объем применения конструкционных углепластиков в составе планера некоторых типов ЛА составляет 30 - 40 % масс., что дает не только снижение массы всей конструкции, но и снижение трудоемкости и обеспечение простоты обслуживания ЛА [9].

По основным показателям - плотности, модулю упругости, кратковременной и длительной прочности при растяжении, ползучести, усталостной прочности, демпфирующей способности и коррозийной стойкости, конструкционные углепластики в диапазоне температур от -60 до +200°С превосходят алюминиевые, а в некоторых случаях и титановые сплавы. По ударной вязкости, прочности и жесткости при межслойном сдвиге конструкционные углепластики уступают металлическим сплавам. Однако путем создания гетероволокнистых и гетероматричных систем эти характеристики материала в конструкции могут быть значительно повышены [4].

Развитие всепогодной авиации, активное внедрение ПКМ, а также оснащение самолетов современными электронными устройствами привело к повышенному вниманию к вопросам обеспечения безопасности полетов и защите ЛА от разрушительного воздействия электрических разрядов молнии [10].

1.1 Общие сведения о воздействии токов молнии на конструкции, выходящие

на внешний контур планера самолета

Вероятность удара молнии в ЛА достаточно велика, примерно 10- , т.е. молния может попасть в ЛА один раз за 100 проходов через грозовое облако. В среднем частота поражений молнией ЛА составляет один удар на 2 тыс. летных часов. Наиболее подвержены ударам молний концевые участки ЛА: носовая часть, законцовки крыльев, рули высоты и стабилизатора, антенны, гондолы двигателей и т. п. [11,12]. При поражении молнией ЛА становится частью канала и через него протекает ток молнии.

Углепластиковые конструкции располагаются в основном в зонах: «А» (8-12 % поверхности планера), «В» и «С» (88-92 % поверхности планера, рисунок 1). Поэтому большинство исследований по оценке молниестойкости материалов и покрытий проводятся при параметрах тока молнии 1=200 кА, Q=20 Кл, соответствующие требованиям Авиационных Правил, Часть 25 (п. 25.581 «Защита от молнии»), КТ 160Д и зарубежным нормам (FAR, JAR).

Рис. 1- Зоны поражения планера самолёта токами молний:

■ - Зона А - прямые попадания разрядов молнии (1=200 кА, Q=200 Кл); И - Зона В - смещающиеся разряды молний (1=200 кА, Q=20 Кл); □ - Зона С - маловероятное попадание молниевого разряда (менее 1=200 кА, Q=200 Кл) [11]

Зона 1 или зона А (зона прямых разрядов молнии) - это поверхности ЛА, для которых существует высокая вероятность первоначальных (прямых) разрядов молнии, и на которые воздействуют токи с максимальными параметрами (1=200 кА, Р=200 Кл); Зона 2 или зона В (зона смещающихся или скошенных разрядов) - это поверхности ЛА, для которых существует высокая вероятность перемещения разрядов из зоны 1. Интенсивность токов молнии в этой зоне несколько ниже, чем в зоне 1 (1=200 кА, Р=20 Кл). Зона 3 или зона С - поверхности ЛА, не вошедшие в зоны 1 или 2, в которых не отмечаются точки первоначального контакта молнии - пути протекания тока молнии по корпусу самолета.

Атмосферное электричество и молнии в частности представляют значительную угрозу для авиации. Попадание молнии в ЛА вызывает растекание тока большой величины по его конструкционным элементам, что может вызвать их разрушение, образование трещин, пожар в топливных баках, отказы

электрооборудования, и как последствие авиакатастрофу. Для снижения риска металлические элементы наружной обшивки ЛА тщательно соединяются друг с другом, а неметаллические элементы металлизируются. Таким образом, обеспечивается низкое электрическое сопротивление корпуса ЛА. Для стекания тока молнии и другого атмосферного (статического) электричества с корпуса планера, ЛА оборудуются разрядниками и токосъёмниками [13].

Ввиду того, что электрическая ёмкость ЛА, находящегося в воздухе, невелика, разряд «облако-самолёт» обладает существенно меньшей энергией по сравнению с разрядом «облако-земля». Наиболее опасна молния для низколетящего самолёта или вертолёта, так как в этом случае ЛА может сыграть роль проводника тока молнии из облака в землю. Известно, что самолёты на больших высотах сравнительно часто поражаются молнией и тем не менее, случаи катастроф по этой причине единичны. В то же время известно очень много случаев поражения самолётов молнией на взлете и посадке, а также на стоянке, которые закончились катастрофами или крушением ЛА [14].

По статистике молния попадает в лайнер один раз на 3 000 часов полета. «Этого достаточно, чтобы считать такую возможность практически неизбежной»,

- пишут в своем исследовании, посвященном данной проблеме, разработчики из компании Boeing. - Удар может привести к прямому физическому повреждению самолета, а также косвенно повлиять на работу его основных систем. После удара на обшивке образуются потоки электричества. Элекро- и магнитные поля, возникающие в результате этого, действуют на внутреннюю проводку самолета. Это может привести к разного рода проблемам - от вылетевших предохранителей до сожженных цепей в электронике и повреждению фюзеляжа самолета.

Сегодня попадание молнии в лайнер редко приводит к серьезным последствиям, ежегодно в каждый самолет попадает по несколько ударов молний

— во время, когда он преодолевает грозовой фронт во время взлета или посадки [15]. Первое упоминание об авиационном происшествии, связанном с грозовым разрядом, появилось еще в 1929 году. Первым летным происшествием, связанным с грозовым разрядом, которое было детально описано, стала катастрофа

транспортного самолета ВВС США Сш*^ C-46D, который 14 июня 1945 года следовал по маршруту Даллас - Джексон в штате Миссисипи. Молния попала в крыло на высоте 3000 футов. В результате самолет не смог удержать высоту и потерпел крушение [16].

Проведя статистический обзор в сети интернет и СМИ по известным случаям авиационных катастроф, связанных с воздействием молниевого разряда на ЛА, можно смело говорить об актуальности работ по разработке новых молниезащитных систем для ПКМ. Используемых в конструкция, выходящих на внешний контур ЛА.

1.2 Молниестойкость ПКМ, используемых в самолетостроении

Под молниестойкостью конструкций в данной работе понимается их способность выдерживать воздействия электрических разрядов, имитирующих импульс тока молнии, без разрушений, деформаций, функциональных отказов и других последствий, приводящих к аварийным ситуациям.

Под поражаемостью молнией элемента (части) самолета понимается вероятность удара молнии в поверхность этого элемента. В случае частых поражений молнией и необходимости зашиты рассматриваемого элемента ЛА целесообразна разработка для него молниезащитного устройства или системы молниезащиты.

Поскольку до настоящего времени основным материалом для изготовления планера самолета являлись алюминиевые и титановые сплавы, являющиеся прекрасными проводниками, вопрос стойкости к воздействию разряда молнии конструкции решался, в основном, расчетом толщины обшивки изделия и коэффициентом запаса прочности. При поражении молнией повреждения металлических конструкций носят, как правило, локальный характер и имеют вид кратеров или сквозных отверстий, образующихся в результате плавления или сублимации алюминиевых сплавов в результате воздействия высоких температур

[11,17]. Расчетные оценки показывают, что за сотые доли секунды металл может нагреваться до нескольких сотен градусов.

Ввиду сложности проведения летных испытаний проводятся наземные эксперименты в специально оборудованных лабораториях. Несмотря на условность этих испытаний, они являются основным способом исследований стойкости различных элементов самолета к воздействию электрического разряда молнии. Оценку молниестойкости элементов конструкций проводят на основании проведенных лабораторных испытаний электрическими разрядами, имитирующими импульс тока молнии.

Так, например, дюралевая обшивка толщиной 1-2 мм при прямом попадании молнии с параметрами тока 1=200 кА, Q = 200 Кл получает повреждения в виде сквозного отверстия (пробоя) диаметром 3-6 мм, а при воздействии молнии с параметрами токов 1=200 кА, Q=20 Кл происходит частичный унос по толщине образца на глубину 0,4 мм [18].

Сам состав ПКМ, где в качестве наполнителей используются углеродные, стеклянные или арамидные волокна и в качестве связующего - полимеры, лишили эти перспективные и активно внедряемые материалы металлической проводимости. В отличие от металлов незащищенные конструкции из ПКМ при воздействии разрядов молнии получают повреждения в виде сквозного пробоя, расщепления и растрескивания на десятки сантиметров от эпицентра поражения, эрозии связующего и расслоения материала и, как следствие, отрыв отдельных слоев в потоке воздуха при полете. Такой характер разрушения объясняется термической природой процесса, обусловливающей взрыв материала продуктами деструкции связующего [19]. Так, расчетные оценки показывают, что за доли секунды пластик должен нагреваться до нескольких сотен градусов, и избыточное давление в нем может увеличиваться на несколько порядков. Повреждения, получаемые ПКМ при воздействии молниевого разряда, недопустимы по ресурсным и эксплуатационным требованиям Авиационных Правил.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гуняева, Анна Георгиевна, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Савин, С.П. Применение современных полимерных композиционных материалов в конструкциях планера самолетов семейства МС-21 / С.П. Савин // Известия самарского научного центра Российской академии наук.-2012.-Т.14. -№4(2).

2. Каблов, Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года / Е.Н. Каблов //Авиационные материалы и технологии. - 2012. - №S. - С. 7-17.

3. Гращенков, Д.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов / Д.В. Гращенков, Л.В. Чурсова //Авиационные материалы и технологии. - 2012. - №S. - С. 231-242.

4. Гуняев, Г.М. Современные композиционные материалы / Г.М. Гуняев, Б.В. Перов, Р.Е. Шалин // В сб.: Авиационные материалы на рубеже XX-XXI веков. М.: ВИАМ. 1994. С.187 - 197.

5. Михайлин, Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы / Ю.А. Михайлин. - СПб.: Научные основы и технологии, 2008. - 822 с.

6. Гуняев, Г.М. Композиты - выдающееся предвидение Алексея Тихоновича Туманова / Г.М. Гуняев // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2009. - №1. - C. 11-20.

7. Гуняев, Г.М. Конструирование высокомодульных полимерных композитов / Г.М. Гуняев. - М.: Машиностроение, 1977. - 160 с.

8. Гуняева, А.Г. Разработка технологии наномодифицированных препрегов углепластиков для молниезащитных покрытий /А.Г. Гуняева/ Тезисы доклада. Научные труды XXXVII Гагаринских чтений т.1.М.:МАТИ.2011.-С.21- 22.

9. Каблов, Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России / Е.Н. Каблов /Сб. научно-информационных материалов. 2-е изд. М.: ВИАМ, 2013. - 544 с.

10. Гуняева, А.Г. Молниестойкие углепластики, модифицированные углеродными наночастицами, изготовленные способом инфузионного формования / А.Г. Гуняева, Л.В. Чурсова, Л.В. Черфас, О.А. Комарова // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2015. - №10. - C. 25-32.

11. Гуляев, И.Н. Молниезащита и встроенный контроль для конструкций из ПКМ [Электронный ресурс] / И. Н. Гуляев, А. Г. Гуняева, А. Е. Раскутин, М. Ю. Федотов, К. В. Сорокин // Труды ВИАМ. - 2013. - №4. - Ст. 10. - Режим доступа: http://www.viam-works.ru.

12. Гуняев, Г.М. Молниестойкость углепластиков / Г.М. Гуняев, Е.А. Митрофанова, В.А. Ярцев, Т.Г. Сорина, Е.Г. Соболевская // Научно-технический сборник «Вопросы авиационной науки и техники», серия Авиационные материалы, выпуск Неметаллические композиционные материалы. ВИАМ. - 1986. - C.79-84.

13. Словари и энциклопедии на Академике [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/15735

14. Свободная энциклопедия Википедия, статья "Молния" [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://ru-wiki.ru/wiki/Молния

15.Свободная энциклопедия Циклопедия, статья "Удар молнии в самолет" [Электронный ресурс] - Режим доступа: http: //cyclowiki. о^/шМ/Удар_молнии_в_самолет .ru

16.Ячменникова, Н. В летевший в Москву самолет ударила молния / Н. Ячменникова // Российская газета. - 2014. - 4 июня.

17. Гуняев, Г.М. Молниезащита высокомодульных полимерных композиционных материалов / Г.М. Гуняев, Е.А. Митрофанова, В.А. Ярцев, Т.Г. Сорина, Е.Г. Соболевская, В.П. Ларионов, В.Г. Агапов, И.М. Сергиевская // Авиационная промышленность. 1985. - № 10 - С. 44-48.

18. Гуняев, Г.М. Молниезащитные покрытия для конструкционных углепластиков, содержащие наночастицы / Г.М. Гуняев, Л.В. Чурсова, А.Е. Раскутин, Г.В. Начинкина, А.Г. Гуняева, В.М. Куприенко // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2012. - № 3. - С. 24-35.

19. Гуняев, Г.М. Молниестойкость современных полимерных композитов / Г.М. Гуняев, Л.В. Чурсова, А£. Раскутин, А.Г. Гуняева //Авиационные материалы и технологии. - 20i2. - №2 - С.36-43.

20. Гуняева А.Г. Шномодифицированный углепластик ВКУ-18 на основе ткани «Porcher» для нагруженных элементов силового набора планера / Гуняева А.Г., Комарова О.А. // Электронный научно-технический журнал «Швости материаловедения. Шука и техника». -20i3 -№5.

21. Бухаров С.В. Исследования зоны поражения молниезащитного покрытия из углепластиков высоковольтными разрядами, имитирующими токи молнии / С.В. Бухаров, А.Г. Гуняева, А^. Раскутин // Шучно-технический сборник «Hаyчные труды» (Вестник «МАТИ»). 2014. - №22 (94) - a4-i4.

22. Анафьев, E.С. Технология и эффективность модифицирования углепластиков углеродными наночастицами / E.Q Анафьев, В.Б. Маркин // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 20ii. - Т.8. - №2 - C.90-9S.

23. Острик, А.В. Молниезащита углепластиковых элемнтов конструкций самолета при тепловом и механическом действии прямого удара молнии [Электронный ресурс] / Острик А.В., Филипенко А.А. // Конструкции из композиционных материалов. - 20i0. - № 1 - Режим доступа: http : //www.ipcpscience.ru/data/fíles/3/2_3 0 .pdf

24. Патент РФ № 2565184 Многослойное электропроводящее покрытие на основе термостойкого связующего/ Каблов E.H., Гуняева А.Г., Комарова О.А., Раскутин AE. - ФГУП «ВИАМ» - опубл. 15.09.2015.

25. Гуляев, И.Н Молниезащита и встроенный контроль для конструкций из ПКМ [Электронный ресурс] / И. H. Гуляев, А. Г. Гуняева, А. E. Раскутин, М. Ю. Федотов, К. В. Сорокин // Труды ВИАМ. - 20i3. - №4. - Ст. 10. - Режим доступа: http://www.viam-works.ru.

26.Патент US 2007093i63 Ai Environmentally stable hybrid fabric system for exterior protection of an aircraft/ Arlene Brown - The Boeing Company -заявл. 25.i0.2005; опубл. 26.04.2007

27.Патент WO 2004033293 A1 Lightning strike protection and grounding of a composite aircraft panel/ Doan D. Pham, Mark W. Tollan, Gregory R. Gleason -The Boeing Company - заявл. 7.10.2003; опубл. 22.04.2004.

28. Патент US 8206823 B2 System and method for fabrication of integrated lightning strike protection material/ America Olsen Schaaf, Anthony Huy Nguyen - The Boeing Company - заявл. 14.04.2008; опубл. 26.06.2012.

29.Патент US 20080023585 A1 Aircraft wing composed of composite and metal panels/ Jan A. Kordel, Richard B. Tanner, Ian C. Burford, Victor A. Munsen, Daniel E. McGinty, Scott N. Rampton, Bruce R. Fox, James M. Kelly, Miles O. Johnson - заявл. 29.12.2004; опубл. 31.01.2008.

30. Патент US 20050213278 A1 Lightning damage protection for composite aircraft / Arthur Hawley - Hawley Arthur V - заявл. 29.03.2004; опубл. 29.09.2005.

31. Патент US 7869181 B2 Flex circuit lightning protection applique system for skin fasteners in composite structures / Quynhgiao N. Le - The Boeing Company -заявл. 11.01.2011; опубл. 29.03.2006.

32. Патент WO 2008140604 A2 Lightning protection system for aircraft composite structure / Russell J. Heeter, Jeffrey D. Morgan, Kevin D. Pate, John R. Porter, Darrin M. Hansen, Steven C. Steckmyer, Thu A. Nguyen, Dale B. Winter, Daniel R. Smith, Harry E. Townsend - The Boeing Company - заявл. 07.12.2007; опубл. 20.11.2008.

33.Патент US 6303206 B1 Lightning protection for electrically conductive or insulating skin and core for honeycomb structure/ Rowan O. Brick, by John E. Brick, Cathleen A. Meyer - заявл. 18.05.2000; опубл. 16.10.2001.

34. Патент US 6432507 B1 Lightning protection for electrically conductive or insulating skin and core for honeycomb structure / Rowan O. Brick, Cathleen A. Meyer - The Boeing Company - заявл. 18.05.2000; опубл. 13.08.2002.

35. Патент US 6086975 A Lighting protection for electrically conductive or insulating skin and core for honeycomb structure / Rowan O. Brick, Cathleen A. Meyer - The Boeing Company - заявл. 8.09.1997; опубл. 11.07.2000.

36. Патент ES 2264299 A3 Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Brennkraftmaschine / Axel Groenendijk - Volkswagen Aktiengesellschaft - заявл. 22.03.2010; опубл. 14.01.2015.

37.Патент EP 2465776 B1 Blitz- und Korrosionsschutzanordnung in einem Flugzeugstrukturbauteil - Valdegrama Vicente Martinez, Macarrilla José Orencio Granado, Sevilla Alberto Lozano, Rodriguez Daniel Casares - Airbus Operations S.L. - заявл. 14.12.2011; опубл. 9.04.2014.

38.Патент ES 2264299 A3 Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Brennkraftmaschine/ Axel Groenendijk - Volkswagen Aktiengesellschaft - заявл. 22.03.2010; опубл. 14.01.2015.

39.Патент JP 3212106 High thermal conductive laminate and heat-dissipating sheet manufactured by using the same laminate» / Toyo Takasago Dry battery Mitsubishi Electric Corp. - заявл. 09.07.1991; опубл. 25.09.2001.

40. Патент UA 64651 Молниезащитное покрытие / Институт проблем материаловедения национальной академии наук. - заявл. 17.10.2003; опубл. 16.02.2004.

41.EP 0976653 A1 Lightning protection system for composite aircraft structures / Garcia Roberto Apestigue, Murciano Felipe Sequeiros - Construcciones Aeronauticas, S.A. - заявл. 28.07.1999; опубл. 2.02.2000.

42. Патент RU 2466912 Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны / Антоненко С.С., Герастенюк Т.К., Орлов В.В., Темников А.Г., Чернинский Л.Л. - Национальный исследовательский университет "МЭИ" - заявл. 01.07.2011; опубл. 20.11.2012.

43. Патент JP 2009083640 Lighting resisting fastener / Mitsubishi Heavy IND LTD. - заявл. 28.09.2007; опубл. 23.04.2009.

44. Большаков, В.А. Исследование свойств наномодифицированных углекомпозитов до и после термовлажностного старения / В.А. Большаков, С.В. Кондрашов, Ю.И. Меркулова, Т.П. Дьячкова, Г.Ю. Юрков, А.В. Ильичев //Авиационные материалы и технологии. 2015. - №2. - С. 61-66

45.Патент RU 2126458 Покрытие / Мишензников Г.Е., Серозетдинов Ю.Н., Оленин И.Г., Перфилов Л.С., Колодочкин Ю.В. / Конструкторское бюро "Салют" - филиал Государственного космического научно- производственного центра им. М.В. Хруничева - заявл. 31.03. 1998; опубл. 20.02.1999.

46.Патент RU 2269146 Многослойное покрытие /Ермолаев Р.А., Харламов В.А., Миронович В.В., Халиманович В.И. / ФГУП «НПО прикладной механики им. М.Ф. Решетнева» - заявл. 30.04. 2003; опубл. 27.01.2006.

47. Патент US 5744399 A Process for forming low dielectric constant layers using fullerenes / Michael D. Rostoker, Nicholas F. Pasch - Lsi Logic Corporation -заявл. 13.11. 1995; опубл. 28.04.1998.

48. Патент EP 0790182 A1 Bande parafoudre - Eric Bocherens - заявл. 13.02. 1997; опубл. 20.08.1997.

49. Патент GB 2295594 A Detergent soap product and process / Victor Mills -Prodcter And Gamble Company - заявл. 28.01. 1941; опубл. 15.09.1942.

50.JP 3167297

51. Патент WO 2007011313 A1 Electroconductive curable resins / Masaya Kotaki, Ke Wang, Chaobin He - Agency For Science, Technology And Research - заявл. 20.07. 2006; опубл. 25.01.2007.

52. Патент RU 2263581 Многослойное молниезащитное покрытие / Каблов Е.Н., Гуняев Г.М., Кривонос В.В., Ильченко С.И., Кавун Т.Н., Комарова О.А., Начинкина Г.В. - ФГУП «ВИАМ» - заявл. 30.12. 2003; опубл. 10.11.2005.

53.Патент RU 2217320 Многослойное молниезащитное покрытие / Каблов Е.Н., Гуняев Г.М., Ильченко С.И., Пономарев А.Н., Кавун Т.Н., Комарова О.А., Копылова А.Е. - ФГУП «ВИАМ» - заявл. 14.03. 2002; опубл. 27.11.2003.

54.Гуняев, Г.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами / Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Алексашин В.М. // Российский химический журнал. - 2010. - Т. LIV. №1. - С. 5-11.

55.Каблов, Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий

их переработки на период до 2030 года» / Е.Н. Каблов //Авиационные материалы и технологии. - 2015. - №1 (34). - С. 3-33.

56.Каблов, Е.Н. Перспективы использования углеродсо-держащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов / Е.Н. Каблов, С.В. Кондрашов, Г.Ю. Юрков // Российские нанотехнологии.- 2013. - Т. 8. - № 34. - С. 28-46

57.Lubineau G., Review of strategies for improving the degradation properties of laminated continuous-fiber / Lubineau G., Rahaman A.A // Epoxy composites with carbon-based nanoreinforcements // CARBON. -2012. -V. 50. - P. 2377-2395.

58.Popkov, O.V. Stabilization of nanoparticles on the surface of detonation nanodiamond / Popkov O.V., Yurkov G.Y., Fionov A.S. // Physics, chemistry and application of nanostructures / Eds. Borisenko V.E., Gaponenko S.V., Gurin V.S. Singapore: World Scientific. - 2009. - P. 369 - 372.

59.Elisabete, F. RTM processing and electrical performance of carbon nanotube modified epoxy/fibre Composites / Elisabete F. Reia da Costa, Alexandros A. Skordos, Ivana K. Partridge, Amir Rezai // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2012.-V. 43.-N4. - P. 593-602.

60.Гуняев, Г.М. Конструкционные углепластики, модифицированные наночастицами / Гуняев Г.М., Чурсова Л.В., Комарова О.А., Гуняева А.Г. //Авиационные материалы и технологии. - 2012. - №S. - С. 277-286.

61.Каблов, Е.Н. России нужны материалы нового поколения / Е.Н. Каблов //Редкие земли. -2014. -№3. - С.8-13.

62.Enrique J. Garcia Fabrication and multifunctional properties of a hybrid laminate with aligned carbon nanotubes grown In Situ. / Enrique J. Garcia, Brian L. Wardle, A. John Hart, Namiko Yamamoto // Composites Science and Technology. - 2008.

- V. 68. - P. 2034 -2041.

63.Bekyarova E. Multiscale carbon nanotube-carbon fiber reinforcement for advanced epoxy composites / Bekyarova E., Thostenson E.T., Yu A., Kim H., Gao J., Tang J., Hahn H.T., Chou T.-W., Itkis M.E., Haddon R.C. // Langmuir - 2007. - V. 23.

- P. 3970 - 3974.

64.Zhang, J. Functional interphases with multi-walled carbon nanotubes in glass fibre/epoxy composites / Zhang J., Zhuang R., Liu J., Ma E., Heinrich G., Gao S. // Carbon. 2010.V.48. P. 2273-2281.

65.Wang, X. Ultrastrong, Stiff and Multifunctional Carbon Nanotube Composites / Wang X., Yong Z.Z., Li Q.W., Bradford P.D., Liu W., Tucker D.S., Cai W., Wang H., Yuan F.G., Zhu Y.T.// Mater. Res. Lett. 2012. №1. P. 1-7

66.Sager, R.J. Effect of carbon nanotubes on the interfacial shear strength of T650 carbon fiber in an epoxy matrix. / Sager R.J., Klein P.J., Lagoudas D.C., Zhang Q., Liu J., Dai L., Baur L.W. // Compos. Sci. Technol. 2009. V. 69. P. 898-904.

67. Qian, H. Hierarchical composites reinforced with carbon nanotube grafted fibers: the potential assessed at the single fiber level. / Qian H., Bismarck A., Greehalgh E., Kalinka G., Shaffer M. // Chem. Mater. 2008. V. 20. P. 1862-1869. 68.Бадамшина Э.Р. Модифицирование нанотрубок и синтез полимерных композитов с их участием / Э.Р. Бадамшина, М.П. Гафурова, Я.И. Эстрин //Успехи химии. - 2010. - V. 79. - №11. - С. 1027-1063.

69.Fan-Long Jin A review of the preparation and properties of carbon nanotubes-reinforced polymer composites / Fan-Long Jin, and Soo-Jin Park // Carbon Letters. 2011. - Vol. 12. - №2. - P.57- 69.

70. Патент 101250326 Китай, МПК B 29 C 39/00. Method for preparing carbon nanotube reinforced bismaleimide resin composite material / Kun Lan, Lizhong Ni, Quan Zhou. - опубл. 27.08.2008.

71.Пат. 101457021 Китай, МПК C 08 L 79/00. Nano silicon nitride/bimaleimide resin/cyanate ester resin composite material and preparation method thereof / Hongxia Yan, Rongchang Ning, Guozheng Liang, Pengbo Li. - опубл. 17.06.2009.

72.Inam, F. Multiscale hybrid micro-nanocomposites based on carbon nanotubes and carbon fibers / F. Inam, D. W. Y. Wong, M. Kuwata, T. Peijs. // Journal of nanomaterials. - 2010. - р. 453420-453431 73. Кондрашов, С.В. Электропроводящие гибридные полимерные композиционные материалы на основе нековалентно

функционализированных углеродных нанотрубок [Электронный ресурс] /

С.В. Кондрашов, А.Г. Гуняева, К.А. Шашкеев, Д.Я. Баринов, М.А. Солдатов, В.Г. Шевченко, А.М. Музафаров // Труды ВИАМ. - 2016. - № 2. - Ст. 10. -Режим доступа: http://www.viam-works.ru.

74. Wolfgang Bauhofer, A review and analysis of electrical percolationin carbon nanotube polymer composites / Wolfgang Bauhofer, Josef Z. Kovacs // Composites Science and Technology. - 2009. - P.1486-1498.

75.CarbonNanotubes - Polymer Nanocomposites Edited by Siva Yellampalli Published by In Tech.2011.P.396.

76.Иржак, В.И. Эпоксидные композиционные материалы с углеродными нанотрубками / В.И. Иржак // Успехи химии. - 2011. - №8. - С. 821-839.

77.Раков, Э.Г. Углеродные нанотрубки в новых материалах / Э.Г. Раков // Успехи химии. - 2013.-№ 1. - С.227-247.

78.Гуняева А.Г. Для защиты от ударов молнии / А.Г. Гуняева // Инженерная газета. Индустрия.- 2015. - № 12(1660) - С.5.

79. Физика композиционных материалов / Под. Ред. Трофимова Н.Н. М.:Мир, 2005 - Т2. - 133 с.

80.Гуняев, Г.М. Конструкционные полимерные угленанокомпозиты - новое направление материаловедения/ Г.М. Гуняев, Л.В. Чурсова, А.Е. Раскутин, О.А. Комарова, А.Г. Гуняева //Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2011. - № 12. - С. 2-9.

81. Мурашов, В.М. Контроль качества авиационных деталей из полимерных композиционных материалов и многослойных клеевых конструкций / В.М. Мурашов, Е.И. Косарина, А.С. Генералов // Авиационные материалы и технологии. - 2013. - № 3. - С.65-70.

82.Баженов, С.Л. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология / С.Л. Баженов, А.А. Берлин, А.А. Кульков, В.Г. Ошмян -Долгопрудный: изд. Дом «Интеллект». - 2010. - 352 с.

83.Гуняев, Г.М. Конструирование высокомодульных полимерных композитов, Углеродные волокна/ Г.М. Гуняев; [Пер. с япон./Под ред. С. Симамуры]. -М.: Мир, 1987. - 304 с.

84.Holmes M. Global carbon fibre market remains on upward trend // Reinforced Plastics. V. 58. I. 6. 2014. P. 38-45.

85.Сидорина, А.И. Рынок углеродных волокон и композитов на их основе (обзор) / А.И. Сидорина, А.Г. Гуняева // Журнал «Химические волокна». -2016.

86. Конкин, А.А. Углеродные волокна и другие жаростойкие волокнистые материалы / Конкин А.А. - М: Издательство «Химия», 1974. - 376 с.

87.Гуняева, А.Г. Исследование влияния молниевого разряда на углепластик с наномодифицированным молниезащитным покрытием и системой встроенного контроля на основе волоконных брэгговских решеток / А.Г. Гуняева, Л.В. Чурсова, М.Ю. Федотов, Л.В. Черфас // Вопросы материаловедения - 2016 - №1(85) - C.80-91.

88.Голев, И.М. Исследование электрических свойств композиционного углеродного материала / И.М. Голев, О.М. Иванова, К.И. Бакин // Молодой ученый. - 2015. -№2.-С.5-10

89.Михайлин, Ю.А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике / Ю.А. Михайлин. - СПб.: Научные основы и технологии, 2015,720 с.

90. Устинов, В.А. Термопластичные полимеры для конструкционных композиционных материалов/ В.А. Устинов, Э.Я Бейдер // В сб.: Технология. Серия «Конструкции из композитных материалов» М: ВНИИМИ. - 1991 - С. 21-26.

91.Железняк, В.Г. Модификация связующих и матриц на их основе с целью повышения вязкости разрушения/ В.Г. Железняк, Л.В. Чурсова // Авиационные материалы и технологии. 2014. - №1. - С. 47-50.

92. Тарнопольский, Ю. М. Пространственно-армированные композиционные материалы: Справочник / Ю. М. Тарнопольский, И. Г. Жигун, В. А. Поляков. - М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

93.Полимерные смеси: В 2 т. / Под ред. Д. Пола и С. Ньюмена. - СПб.: Научные основы и технологии, 2009. т. 1 - 618 с.; т. 2 - 606 с.

94.Кочнова, З. А. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты / З. А. Кочнова, Е. С. Жаворонок, А. Е. Чалых. - М.: ООО «Пэйнт-Медиа», 2006. - 200 с.

95.Чернин, И. З. Эпоксидные полимеры и композиции / И. З. Чернин, Ф. М. Смехов, Ю. В. Жердев. - М.: Химия, 1982. - 232 с.

96.Каблов, Е.Н. Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов/ Е.Н.Каблов, С.В.Кондрашов, Г.Ю.Юрков // Российские нанотехнологии. - 2013. - Т. 8. -№ 3-4. - С. 24-42.

97.Алдошин, С.М. Полимерные нанокомпозиты - новое поколение полимерных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками / С.М. Алдошин, Э.Р. Бадамшина, Е.Н. Каблов // Тезисы докладов Международного форума по нанотехнологиям «Rusnanotech 2008». - 2008. -С. 385.

98.Раков, Э.Г. Химия и применение углеродных нанотрубок /Э.Г. Раков // Успехи химии. - 2001. - Т.70. -№ 10. - С. 934-973.

99.Gubin. S.P. Magnetic nanoparticles fixed on the surface of detonation nanodiamond microgranules / Gubin S.P., Popkov O.V., Yurkov G.Yu., Nikiforov V.N., Koksharov Yu.A., Eremenko N.K. // Diamond and Related Materials - 2007 - V. 16. - Is. 11. - P. 1924-1928.

100. Губин, С.П. Магнитные нано- частицы методы получения, строения свойства / С.П. Губин, Ю.А. Кокшаров, Г.Б. Хомутов, Г.Ю. Юрков // Успехи химии. - 2005. - Т. 74.6. - С. 539-574.

101. Гуняева, А.Г. Изыскание путей создания молниезащитного покрытия на основе углеродной ткани с металлическими включениями и возможности его применения в элементе конструкции крыла ЛА, выполненного из углепластика / А.Г. Гуняева, Л.В.Черфас, О.А. Комарова, М.Ю. Федотов // В сборнике «Фундаментальные научные основы современных комплексных методов исследований и испытаний материалов, а также элементов конструкций. Сборник материалов молодежной конференции. ФГУП «ВИАМ». Москва. - 2015. - С.6.

102. Puglia, D. Analysis of the cure reaction of carbon nanotubes/epoxy resin composites through thermal analysis and raman spectroscopy./ Puglia D., Valentini L., Kenny J.M. // J. of Applied Polymer Science. - 2003. - V. 88. - P. 452-458.

103. Valentini, L. Dynamics of amine functionalized nanotubes/epoxy composites by dielectric relaxation spectroscopy. / Valentini L., Armentano I., Puglia D., Kenny J.M. // Carbon. - 2004. - V. 42. - P. 323-329.

104. Zhou, T. Cure reaction of multi-walled carbon nanotubes/ diglycidyl ether of bisphenol A/2-ethyl-4-methylimidazole (MWCNTs/DGEBA/EMI-2,4) nanocomposites: effect of carboxylic functionalization of MWCNTs / Zhou T., Wangaand X., Wang T. // Polymer International. - 2009. - V. 58. - P. 445-452.

105. Wu, J.Calorimetric study of the effect of carbon fillers on the curing of epoxy. / Wu J., Chung D.D.L. // Carbon. - 2004. - V. 42. - P. 3003-3042.

106. Xie, H. Cure kinetics of carbon nanotube/ tetrafunctional epoxy nanocomposites by isothermal differential scanning calorimetry. / Xie H., Liu B., Yuan Z., Shen J., Cheng R. // J. of Polymer Science: Part B: Polymer Physics. - 2004. -V. 42. - P.3701-3712.

107. Valentini, L.Dynamics of amine functionalized nanotubes/epoxy composites by dielectric relaxation spectroscopy / Valentini L., Armentano I., Puglia D., Kenny J.M. // Carbon. - 2004. - V. 42. - P. 323-329.

108. Puglia, D. Effects of single-walled carbon nanotube incorporation on the cure reaction of epoxy resin and its detection by Raman spectroscopy. / Puglia D., Valentini L., Armentano I., Kenny J.M. // Diamond and Related Materials. - 2003. -V. 12. - P. 827-832.

109. Хозин, В.Г. Усиление эпоксидных полимеров / В.Г. Хозин. - Казань: изд-во ПИК «Дом печати», 2004. - 446 с.

110. Магсумова, А.Ф. Совершенствование процессов получения изделий из композитов регулированием поверхностной энергии и межфазного взаимодействия: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.07.02 / Магсумова Айзада Фазыляновна - Казань, 2005 -20 с.

111. Акатенков, Р.В. Особенности формирования полимерных сеток при отверждении эпоксидных олигомеров с функцианализированными УНТ / Р.В. Акатенков, С.В. Кондрашов, А.С. Фокин, П.С. Мараховский // Авиационные материалы и технологии. - 2011. - № 2. - С. 31-37

112. Ильченко С. И. Разработка и исследование конструкционных углепластиков. Совершенствование состава, структуры и свойств: дис. д-ра техн. наук: 05.02.01 / Ильченко Станислав Иванович. - М:, 2006. - 236 с.

113. http://www.physics.by/

114. http: //www.physics. by/e107_files/mono/monograf_4fed_pdf/4fed_gl 5. pdf

115. Патент РФ № 2196731 Полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа / Пономарев А.Н., Никитин В.А. -Закрытое акционерное общество "АСТРИН" - заявл. 21.09. 2000; опубл. 20.11.2003.

116. Патент РФ №2397950 Многослойные углеродные наночастицы фуллероидного типа тороидальной формы. / Пономарев А.Н., Юдович М.Е. -ООО "Научно-Технический Центр прикладных нанотехнологий" - заявл. 23.04. 2008; опубл. 27.08.2010.

117. Пономарев, А.Н. Неметаллическая наночастица во внешнем электромагнитном поле. Топологические факторы взаимодействия мезоструктур / А.Н. Пономарев, М.Е. Юдович, М.В. Груздев, В.М. Юдович // Вопросы материаловедения. - 2009 - вып.4(60) - С.17-22

118. Косицкий, Д.В. Влияние фуллероидных частиц-астраленов на водопоглощение эпоксидной смолы / Д.В. Косицкий, В.М. Юдович, М.Е. Юдович, А.Н Пономарев // Журнал прикладной химии. - 2004. - т.77 - вып.8 - С.1398-1400

119. Пономарев, А.Н. Развитие прикладных нанотехнологий в России / А.Н. Пономарев // Научно-технический журнал Наноиндустирия. - 2012. -№8. - C.6 -10.

120. Пономарев А.Н. Нанотехнология и наноструктурные материалы / А.Н. Пономарев // Индустрия. - 2002. - №1. - С.12.

121. ГНПО «Научно - практический центр НАН Беларусии по материаловедению» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.physics.by/e107_files/mono/monograf_4fed_pdf/4fed_gl5.pdf.

122. Махорин, К.Е. Вспучивание природного графита, обработанного серной кислотой / К.Е. Махорин, А.П. Кожан, В.В. Веселов // Хим. технология. -1985. -№2. - С. 3-6.

123. Бурая, И.Д. Влияние условий термохимической обработки природного графита на его кристаллическую структуру и электрофизические свойства / И.Д.Бурая, Л.Л.Вовоченко, Л.Л.Возная, Ю.И.Семенцов, И.Г.Черныш, О.П.Яцюк // Химия твердого тела. - 1990. - № 6. - С. 104-108.

124. Ярошенко, А.П. Термолиз соединений внедрения углей / А.П.Ярошенко, В.В.Шапранов В.А.Кучеренко, В.Л.Лобачев // Термодеструкция угля. Киев. -1993. - С. 81-106.

125. Лешин, В.С. Интеркалирование графита вэлектролите H2SO4-CH3COOH / В.С. Лешин, Н.Е. Сорокина, В.В. Авдеев // Неорганические материалы. -2003. -Т. 39. - № 8. - С. 964-970.

126. Белова, М.Ю. Графит, ИГ и ТРГ (краткий обзор) [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://www.sealur.ru].

127. Уббелоде, А.Р. Графит и его кристаллические соединения / А.Р. Уббелоде, Ф.А. Льюис; [пер.с англ.]. М.: Мир, 1965. - 256 с.

128. Фиалков, А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе / А.С. Фиалков - М.: Аспект-Пресс, 1997. - 718 с.

129. Мележик, А.В. Синтез и морфология частиц микрочешуйчатого графита / А.В.Мележик, Л.В.Макарова, М.М.Конопля, А.А.Чуйко // Химия твердого топлива. - 1991.- № 3. - С. 137-141.

130. Никольская, И.В. К вопросу об образовании бисульфата графита в системах, содержащих графит, H2SO4 и окислитель / И.В.Никольская, Н.Е.Фадеева, К.Н.Семененко, В.В.Авдеев, Л.А.Моняки // Журнал общей химии. - 1989. - Т. 59. - № 12. - С. 2653-2659.

131. Черныш, И.Г. Исследование процесса окисления графита раствором бихромата калия в серной кислоте / И.Г. Черныш, И.Д. Бурая // Химия твердого топлива. - 1990. - № 1. - С. 123-127.

132. Кравчик, А.Е. Изменение структуры графита во фторных средах / А.Е.Кравчик, Ю.Б.Куценюк, И.Л.Серушкин // Журнал прикладной химии. -1987. - № 12. - С. 2635-2639.

133. Яковлев, А.В. Изучение электродных процессов на платине и углеродных материалах в концентрированной азотной кислоте / А.В.Яковлев, А.И.Финаенов, Л.Е.Никитина, С.П.Апостолов // Журнал прикладной химии. -1999. - Т. 72. - Вып. 4. - С. 589-593.

134. Финаенов, А.И. Выбор и обоснование конструкции электролизера для синтеза гидросульфата графита / А.И. Финаенов, С.П. Апостолов, В.В. Краснов, В.А. Настасин // Журнал прикладной химии. - 1999. - Т. 72. - Вып. 5. - С. 767-772.

135. Уэллс, А. Структурная неорганическая химия / А.Уэллс; [Пер. с англ.] М.: Мир,1988. - Т. 3. - с. 18-22.

136. Углеродные нанотрубки: виды и области применения [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.cleandex.ru/articles/2007/12/10/nanotubes-carbon.

137. Сухно, И.В. Углеродные нанотрубки. Ч.1 Высокотехнологичные приложения. Учебное пособие. / И.В.Сухно, В.Ю. Бузько - Краснодар, КубГУ, 2008. - 55 с.

138. ММ 1.595-17-222-2004 Количественный рентгеновский фазовый анализ сплавов авиационного назначения с применением сверхмощного дифрактометра D/MAX-2500 фирмы MRIGAKUM- М:ВИАМ, 2004.

139. ММ 1.595-17-344-2007 Определение фазового состава и ориентационных соотношений фаз в сплаве 1441.- М:ВИАМ, 2007.

140. ММ 1.595-12-243-2007 Методика анализа микроструктуры полимерных композиционных материалов (ПКМ) с применением сканирующей электронной микроскопии. - М:ВИАМ, 2007.

141. РТМ 1.2.161 -98 Определение реакционной способности термореактивных связующих методом дифференциально-сканирующей калориметрии. -М:ВИАМ, 1998.

142. ММ 1.595-11-138-2002 Методика определения температуры стеклования матрицы в композиционных полимерных материалах. - М:ВИАМ, 2002.

143. ММ 1.595-11-432-2011 Методика определения технологических свойств препрегов на основе углеродных тканых наполнителей - М:ВИАМ, 2011.

144. СТО 1-595-36-438-2014 Методика определения удельной теплоемкости и температуры стеклования ПКМ с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии - М:ВИАМ, 2014.

145. ТР 1.2.2215-2011 «Ультразвуковой контроль конструкций из углепластика с использованием фазированных решеток». М:ВИАМ, 2011.

146. Авиационные Правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории // Межгосударственный авиационный комитет. -2014. - п.25.581. - С.71-72.

147. Гуняев, Г.М. Фуллероидные наноматериалы - активные структурные модификаторы полимеров и полимерных композитов/ Г.М. Гуняев, О.А. Комарова, С.И. Ильченко, В.М. Алексашин, А.Н. Пономарев, И.С. Деев, В.А. Никитин // Пластические массы. - 2003. - №10. - С.15.

148. Бабин, А.Н. Связующие для полимерных композиционных материалов нового поколения [Электронный ресурс] / А.Н. Бабин // Труды ВИАМ. - 2013. - №4 - Ст.11 . - Режим доступа: http://www.viam-works.ru.

149. Каблов, Е.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения / Е.Н. Каблов, О.В. Старцев, А.С. Кротов, В.Н. Кириллов //Деформация и разрушение материалов. - 2010. - № 11. - С. 19 - 27.

150. Антюфеева, Н.В. Опыт применения калориметрического контроля реакционной способности препрега КМУ-11тр[Электронный ресурс] / Н.В. Антюфеева, О.А. Комарова, К.А. Павловский, В.М. Алексашин //Труды ВИАМ. - 2014. - №2 - Ст.6. - Режим доступа: http://www.viam-works.ru.

151. Алексашин, В.М. Применение термического анализа для контроля технологических свойств термореактивных препрегов конструкционных композиционных материалов/ В.М. Алексашин, Л.Б. Александрова, Н.В. Матвеева, Г.П. Машинская //Авиационная промышленность. 1997. № 5 - 6. -С. 38 - 43.

152. Ильичев, А.В. Исследование влияния концентратора напряжений на напряженно-деформационное состояние углепластика методом корреляции цифровых изображений / А.В. Ильичев, А.Е. Раскутин //Авиационные материалы и технологии. - 2014. - №3. - С. 62-66.

153. Квалификационные требования КТ 160Д. Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования (Внешние воздействующие факторы). Требования, нормы и методы испытаний. Раздел 23. Прямое воздействие молнии. Авиационный реестр межгосударственного авиационного комитета. Армак.2004.

154. NormaCS 3.0. Справочная нормативная система. - База данных нормативно-технической документации. Приложение для Windows.

155. Standarts.ru - полнотекстовая онлайн-база данных ФГУП «Стандарт-информ».

156. ISO.org - онлайн-база данных по международным стандартам ISO.