Tytuł pozycji:
Flammability of electrically conductive composite dedicated for lightning strike protection
Lightning strike protection is one of the crucial structural demands for aircraft composites addressed to their integrity and durability after a strike. When the lightning strikes a classic composite structure, the generated heat from electrical resistance as well as mechanical impulse resulting from acoustic wave propagation, might cause serious damage. Currently used metallic meshes and foils immersed in composite structures are effective in dissipating lightning charges and generated heat, however, such a solution has numerous disadvantages like increasing mass, problems with adhesion on the metal/polymer interface, complicated manufacturing technology, etc. Therefore, a fully organic conductive composite was developed as an alternative to current solutions. After a lightning strike the developed composite should not only effectively conduct and dissipate the electrical charge and generated heat, but also stop burning, which appears due to very high temperature values in the vicinity of the strike area. In this study, flammability tests were performed for a classic carbon fabric-reinforced composite as well as for the developed conductive polymer and carbon fabric-reinforced composite based on this polymer for comparative purposes, with measurement of the combustion temperature. The obtained results show that the developed composite is characterized by sufficiently low flammability, however, further studies will be focused on further improvement of flame retardancy.
Ochrona odgromowa jest jednym z ważniejszych wymagań strukturalnych stawianych kompozytom lotniczym, odnoszących się do ich integralności oraz trwałości po uderzeniu pioruna. Gdy piorun uderza w klasyczne struktury kompozytowe, ciepło generowane z oporu elektrycznego oraz impuls mechaniczny, wynikający z propagacji fali akustycznej, może spowodować poważne uszkodzenia. Obecnie stosowane metalowe siatki i folie zatopione w strukturach kompozytowych są efektywne w rozpraszaniu ładunków piorunowych i generowanego ciepła, jednak takie rozwiązanie posiada szereg wad, jak wzrost masy, problemy z adhezją na granicy ośrodków metal/polimer, skomplikowana technologia wytwarzania itd. Dlatego został opracowany w pełni organiczny kompozyt przewodzący jako alternatywa dla obecnych rozwiązań. Po uderzeniu pioruna opracowany kompozyt powinien nie tylko efektywnie przewodzić i rozpraszać ładunek elektryczny i generowane ciepło, ale także zatrzymać płonięcie, powstające w wyniku bardzo dużych wartości temperatury w otoczeniu miejsca uderzenia. W niniejszej pracy w celach porównawczych badania palności przeprowadzono dla klasycznego kompozytu wzmacnianego tkaniną węglową oraz opracowanego polimeru i kompozytu wzmacnianego tkaniną węglową na jego bazie z pomiarem temperatury spalania. Otrzymane wyniki wykazały, że opracowany kompozyt charakteryzuje się stosunkowo niską palnością, jednak przyszłe badania będą skupione na dalszej poprawie ognioodporności.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).
