Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania porównawcze ablacyjnych właściwości kompozytów polimerowych stosowanych na osłony termiczne rejestratorów lotniczych

Przybyłek P., Opara T., Kucharczyk W.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2018

|

Nr 65 (tom 2) (1)

63--86

PL

W artykule przedstawiono etapy rozwoju lotniczych rejestratorów lotu. Wymagania dotyczące zdolności tych urządzeń do przetrwania katastrofy lotniczej określone w kolejnych dokumentach normatywnych są coraz wyższe. Obecnie są nadal eksploatowane „czarne skrzynki” zamontowane w statkach powietrznych, nawet kilkadziesiąt lat temu. Parametry określające zdolność ich obudowy do ochrony układów rejestrujących i nośników zapisanych informacji są zgodne ze stanem prawnym określonym przez normy TSO obowiązujące w czasie ich wprowadzania do eksploatacji. Są to urządzenia nadal zdatne, jednak ich odporność (na działanie sił dynamicznych i statycznych oraz intensywną wymianę ciepła podczas pożaru) jest zwykle nieco niższa niż konstrukcji współczesnych. Zwrócono uwagę na możliwość zastosowania powłok ablacyjnych, mogących w zasadniczy sposób podwyższyć odporność termiczną urządzeń już eksploatowanych. Zastosowanie kompozytowych materiałów ablacyjnych pozwala na konstruowanie kapsuł ochronnych o wyższych parametrach użytkowych (cieplnych i mechanicznych) od standardowych, pasywnych osłon termicznych.

EN

In this paper, the evolution of the Flight Data Recorders (FDR) is presented. Survivability requirements become higher and higher in consecutive standards. Nowadays, the ‘black boxes’ installed even several years ago are still in operation. They were designed in accordance with the regulations, which were in force at that time. Those FDRs are still useful and proficient but their resistance to impact shock, penetration force and thermal flux neither meets the current Technical Standard Orders, crash worthiness standards, nor the minimum operational performance specification. In this contribution, ablative composite materials are proposed to improve thermal protection of currently operated FDRs. Additionally, composite materials allow engineers to design protective cases having better thermal and mechanical properties.

2

Effect of glass-fabrics and high-melting powder fillers on thermal protective properties of thermosetting laminates

Kucharczyk W., Żurowski W., Gumiński R., Przybyłek P., Komorek A.

Advances in Materials Science

|

2018

|

Vol. 18, nr 2(56)

49--58

EN

The present work investigates the ablative and thermal properties of phenol formaldehyde glass-fabrics laminates filled with mixtures of corundum Al2O3 and carbon C powders. The laminates specimens of dimensions 10x25x35 mm were treated with hot combustion gases having a temperature of more than 2800ºC. The carbonization of the thermosetting matrix was observed. Statistical methods for planning experiments were used, and the effect of components on the average rate of ablation, the maximum back side temperature of specimen and the average mass waste under intensive heat flow after 30 s of treatment with hot combustion gases was established. The best thermal protective properties were exhibited by the laminate containing 30% matrix, 25% fibre glass-fabric reinforcement, 9% corundum, and 36% carbon powder.

3

Investigation of the thermal protection ablative properties of thermosetting composites with powder fillers: the corundum Al2O3 and the Carbon Powder C

Kucharczyk W., Przybyłek P., Opara T. A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2013

|

Vol. 15, nr 4

49-53

EN

Phenol formaldehyde resins were filled with mixtures of corundum Al2O3 and carbon C powders to produce thermoprotective composites. The composites were treated with hot combustion gases to determinate the temperature profiles across rectangular samples of dimensions 10x25x35 mm. The carbonization of the thermosetting matrix was observed. It was qualified the qualitative and the quantitative effect of components on the ablation surface temperature, the back side temperature of specimen and the mass waste under intensive heat fl ow after 120 s of treatment with hot combustion gases. The composites with higher matrix content (more liquid resin and less adhesive resin) and with predominance of corundum Al2O3 over carbon powder C showed the best insulating properties.

4

Termoochronne zabezpieczenia infrastruktury polimerowymi kompozytami proszkowymi o właściwościach ablacyjnych

Kucharczyk W., Opara T., Kula P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 3

315-327

PL

Polimerowe kompozyty ablacyjne można wykorzystać w projektowaniu pasywnych zabezpieczeń ogniotrwałych konstrukcji nośnych budowli wielkokubaturowych, tuneli komunikacyjnych oraz pomieszczeń dla ludzi. Kształtowanie ablacyjnych właściwości termoochronnych polega na poszukiwaniu komponentów o dużym cieple właściwym cρ(t) i dużej gęstości ρ oraz o niskim współczynniku przewodzenia ciepła λ(t) (czyli małej dyfuzyjności cieplnej) α(t). Takie właściwości mogą mieć proszkowe kompozyty polimerowe z wysokotopliwymi napełniaczami ceramicznymi, np. z: węglikiem krzemu SiC, tlenkiem aluminium Al₂O₃, roztworem stałym węglika wolframu z węglikiem tytanu WCTiC lub proszkiem wolframu W. Omówiono założenia do konstytuowania ablacyjnych właściwości termoochronnych osłon autonomicznych o osnowie fenolowo-formaldehydowej F-F oraz powłok wytworzonych na bazie żywicy epoksydowej E modyfikowanych wysokotopliwymi napełniaczami proszkowymi. Przeprowadzone badania ukazały wpływ poszczególnych komponentów na właściwości ablacyjne: średnią szybkość ablacji να [μm/s], względny ablacyjny ubytek masy Uα [%], temperaturę tylnej powierzchni ścianki próbki izolującej ts [°C] wykonanej z badanego kompozytu. Przedstawiono także wyniki badań ciepła właściwego cρ(t) oraz prób TG i DTA przeprowadzonych dla wybranych kompozytów. Kompozyty fenolowo-formaldehydowe wykazują niższe, niż kompozyty epoksydowe, ablacyjne właściwości termoochronne (να, ts, cρ(t)), są jednak bardziej stabilne termicznie (TG, DTA), charakteryzują się niższym ubytkiem masy Uα oraz wyższą wytrzymałością doraźną Rm - czyli cechy istotne w przypadku osłon autonomicznych. Jednoczesne zwiększenie zawartości karborundu SiC i proszku wolframu W poprawia wszystkie właściwości ablacyjne kompozytów.

EN

Ablation materials are useful in all kinds of thermo-protective systems to design shields and coats - not only in space shuttles and missile constructions, but in civil applications too. The results of research should be used for fire protection of modern building constructions and in tunnels designing and it can be used also to protect people. The ablative composites have better thermo-protective properties when the components have the high density ρ, the high heat capacity cρ(t), and the small thermal conductivity λ(t), so the small thermal diffusivity α(t), too. These conditions could be kept by polymer resins with ceramic high-fusible fillers. For example: SiC, Al₂O₃ WCTiC or tungsten powder W. The ways of modification of thermo-protective ablative properties of polymer autonomic shields (with phenolic-of formaldehyde matrix F-F) and paint coats with the epoxy matrix E by highfusible fillers were presented. The research carried out on this project is an attempt to explain the effect of ablation material components on the average linear rate of the ablation να, the mass waste Uα, and back side temperature of the specimen ts. One represented also the research results of the heat capacity cρ(t) and the tests TG and DTA of chosen specimens. Phenolic-of formaldehyde composites have worse thermo-protective ablation proprieties [να, ts, cρ(t)] than epoxy. However, F-F composites have better thermal stability (TG, DTA) and they have the lower Uα and the higher Rm than epoxy have, and these are essential guilds in the case of autonomous shields. Simultaneous use of the higher contents of SiC and tungsten powder W improves all ablation proprieties of composites.