Cientistas da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia (MISIS) testaram materiais compostos experimentais para freios de aeronaves, desenvolvido pela PJSC Aviation Corporation "Rubin." Novos materiais, reforçado com tecido de carbono, "acabaram por ser muito mais duráveis ​​do que os análogos atuais. Como resultado dos testes, os cientistas desenvolveram recomendações para melhorar a resistência à fratura de materiais compostos existentes e desenvolvidos para sistemas de frenagem, que, a longo prazo, podem melhorar a confiabilidade e a segurança da operação da aeronave e reduzir os custos de manutenção. O artigo da pesquisa foi publicado em Mecânica de Fratura de Engenharia .

O sistema de frenagem de uma moderna aeronave de passageiros é um "pacote" de discos de freio fixos e giratórios dentro da roda. Quando o freio é acionado, pistões especiais comprimem este pacote, as superfícies dos discos entram em contato, e o processo de frenagem ocorre devido ao atrito. Na maioria dos sistemas de freio, discos de fricção são feitos de material composto de carbono-carbono, que é altamente aquecido quando submetido a altas cargas mecânicas.

Os requisitos de durabilidade e recursos operacionais de tais materiais estão aumentando continuamente. Por exemplo, duas décadas atrás, um conjunto de discos de freio da aeronave teve que suportar 500 ciclos de "decolagem-pouso", e hoje esse número ultrapassou 2.000. Portanto, o desenvolvimento e a modificação de tais materiais compósitos estão envolvidos em um grande número de cientistas e empresas em todo o mundo.

Equipe de cientistas do Centro de Materiais Compósitos (NUST MISIS), liderado pelo pesquisador sênior Andrey Stepashkin a pedido da PJSC Aviation Corporation "Rubin" investigou como a resistência de vários tipos de materiais compostos de sistemas de freio muda sob a influência de cargas mecânicas que mudam periodicamente.

Utilizaram-se como amostras materiais à base de fibras discretas de carbono ("TERMAR-ADF") e à base de tecidos de carbono (amostra experimental) desenvolvidos por especialistas de "Rubin". Os materiais diferiam na temperatura do tratamento térmico final e reforço. A tarefa da equipe de cientistas do NUST MISIS era descobrir como esses fatores afetam a resistência do material ao desenvolvimento e disseminação de trincas, e escolher áreas para aprimoramento adicional da tecnologia.

“Vale lembrar que a aeronave é um sistema de engenharia muito complexo, cujo custo de operação é muitas vezes superior ao custo de sua fabricação. Para garantir a segurança dos passageiros, o equipamento de aviação está constantemente passando por certos tipos de inspeções. Nesse caso, por exemplo, os sistemas de freio não são inspecionados após cada voo (uma vez que requer a desmontagem parcial das rodas), mas depois de um certo número de pousos. As estruturas da aeronave e os materiais usados ​​nelas devem ser de qualidade, como segurança contra danos, entre outras coisas. Isso significa que se uma rachadura aparecer repentinamente no material imediatamente após a inspeção, não deve crescer até a próxima inspeção de modo a causar danos à construção, "Comentários de Andrey Stepashkin.

Os testes mostraram que os materiais, reforçado com fibras de carbono discretas, resistir melhor à propagação de uma rachadura transversalmente ao empilhamento das fibras e materiais reforçados por tecidos de carbono - ao longo da fibra de carbono. Ao combinar os dois tipos de reforço, por exemplo, ao criar um material em camadas, seria possível aumentar significativamente a resistência à trinca do material em ambas as direções.

O "material de carbono-carbono de fricção" TERMAR-ADF-OS "é produzido comercialmente pela PJSC" Rubin "e é usado com sucesso nos freios de quase todas as aeronaves russas (exceto as antigas). não há limite para a perfeição - seria possível aumentar seu coeficiente de atrito e, possivelmente, algumas outras características. Estamos trabalhando nisso, "diz Anatoliy Koenigfest, um dos desenvolvedores dos materiais TERMAR.

Quanto mais confiável for o material, as inspeções menos frequentes são necessárias. Esse, respectivamente, reduz o custo de operação e manutenção de aeronaves, o que por sua vez pode levar a uma redução no custo das passagens aéreas.