13.10.2025
Российские ученые создали новый композитный материал для защиты самолетов от молний
В НИЦ "Курчатовский институт" – ВИАМ разработан новый материал марки ВМЗП-1, который защитит самолеты от молний и статического электричества.
По статистике самолет подвергается удару молнии 1-2 раза в год. Современные самолеты состоят более чем на 50% из полимерных композиционных материалов (ПКМ), плохо проводящих ток. При попадании молнии в такие материалы происходит "термический шок" – мгновенный перегрев до 30 000°C с возможным возгоранием самолета. Кроме того, повреждается обшивка, нарушается работа электроники.
Для защиты авиационных конструкций из ПКМ от поражающих разрядов молнии сегодня традиционно используют покрытия на основе металлов: сетки и фольги, металлические шины различной поверхностной плотности, обеспечивающие путь для тока без накопления заряда на поверхности. В этом случае металлический слой обычно прокладывается между двух слоев клеевой пленки для формирования качественного антиэрозионного слоя на поверхности изделия. При этом увеличивается вес конструкции и усложняется процесс изготовления.
Ученые НИЦ "Курчатовский институт" – ВИАМ предложили новое конструкторское решение – полимерную пленку с интегрированным слоем токопроводящих металлических сеток.
"Покрытие представляет собой полуфабрикат по типу препрега. Но вместо привычного армирующего наполнителя мы предложили использовать слой металлической сетки. На специализированной установке металлическая сетка совмещается с расплавным полимерным связующим, бумажной подложкой и полиэтиленовой защитной пленкой. На выходе получается полуфабрикат в рулоне. Эпоксидное связующее марки ВСЭ-78 также разработано в НИЦ "Курчатовский институт" – ВИАМ в лаборатории "Полимерные связующие, клеи и специальные жидкости". Этот материал обладает повышенной вязкостью, чтобы не растекаться и равномерно распределяться по поверхности металлической сетки", – сообщила Анна Гуняева, заместитель начальника лаборатории "Углепластики и органиты".
Покрытие на основе нового материала предназначено для использования в зонах повышенного риска удара молнии: законцовок крыльев, стабилизаторов, мотогондол двигателей. Принцип действия покрытия прост: после удара молнии ток мгновенно растекается по металлической сетке и энергия рассеивается по большой площади, тем самым предотвращая локальный перегрев и пробой обшивки из композиционного материала. Далее ток отводится к заземленным элементам каркаса, переходит на статистические разрядники и с потоком воздуха стекает в атмосферу.
Покрытие работает в широком диапазоне температур от -60 до +120 °С, а при кратковременном воздействии может выдерживать до +150 °С. Это делает его идеальным для использования в современных самолетах, работающих в различных климатических условиях. Также среди преимуществ нового покрытия: малый вес, значительное уменьшение трудозатрат, улучшение технологичности при сборке пакета заготовки ПКМ с использованием молниезащитного покрытия. Улучшенная технология особенно важна для сложнопрофильных изделий: их можно изготовить за единый технологический цикл.
На разработку материала марки ВМЗП-1 получен патент Российской Федерации.
Фото: Пресс-центр НИЦ "Курчатовский институт"
По статистике самолет подвергается удару молнии 1-2 раза в год. Современные самолеты состоят более чем на 50% из полимерных композиционных материалов (ПКМ), плохо проводящих ток. При попадании молнии в такие материалы происходит "термический шок" – мгновенный перегрев до 30 000°C с возможным возгоранием самолета. Кроме того, повреждается обшивка, нарушается работа электроники.Для защиты авиационных конструкций из ПКМ от поражающих разрядов молнии сегодня традиционно используют покрытия на основе металлов: сетки и фольги, металлические шины различной поверхностной плотности, обеспечивающие путь для тока без накопления заряда на поверхности. В этом случае металлический слой обычно прокладывается между двух слоев клеевой пленки для формирования качественного антиэрозионного слоя на поверхности изделия. При этом увеличивается вес конструкции и усложняется процесс изготовления.
Ученые НИЦ "Курчатовский институт" – ВИАМ предложили новое конструкторское решение – полимерную пленку с интегрированным слоем токопроводящих металлических сеток.
"Покрытие представляет собой полуфабрикат по типу препрега. Но вместо привычного армирующего наполнителя мы предложили использовать слой металлической сетки. На специализированной установке металлическая сетка совмещается с расплавным полимерным связующим, бумажной подложкой и полиэтиленовой защитной пленкой. На выходе получается полуфабрикат в рулоне. Эпоксидное связующее марки ВСЭ-78 также разработано в НИЦ "Курчатовский институт" – ВИАМ в лаборатории "Полимерные связующие, клеи и специальные жидкости". Этот материал обладает повышенной вязкостью, чтобы не растекаться и равномерно распределяться по поверхности металлической сетки", – сообщила Анна Гуняева, заместитель начальника лаборатории "Углепластики и органиты".
Покрытие на основе нового материала предназначено для использования в зонах повышенного риска удара молнии: законцовок крыльев, стабилизаторов, мотогондол двигателей. Принцип действия покрытия прост: после удара молнии ток мгновенно растекается по металлической сетке и энергия рассеивается по большой площади, тем самым предотвращая локальный перегрев и пробой обшивки из композиционного материала. Далее ток отводится к заземленным элементам каркаса, переходит на статистические разрядники и с потоком воздуха стекает в атмосферу.
Покрытие работает в широком диапазоне температур от -60 до +120 °С, а при кратковременном воздействии может выдерживать до +150 °С. Это делает его идеальным для использования в современных самолетах, работающих в различных климатических условиях. Также среди преимуществ нового покрытия: малый вес, значительное уменьшение трудозатрат, улучшение технологичности при сборке пакета заготовки ПКМ с использованием молниезащитного покрытия. Улучшенная технология особенно важна для сложнопрофильных изделий: их можно изготовить за единый технологический цикл.
На разработку материала марки ВМЗП-1 получен патент Российской Федерации.
Фото: Пресс-центр НИЦ "Курчатовский институт"