הבנת הדרישות על מטוסים

מטוסים מודרניים וחללית פועלים בחלק מהסביבות הקיצוניות ביותר על פני כדור הארץ.במהלך טיסה אחת, חברת תעופה יכולה לחוות טמפרטורות קרקעיות מעל 50 מעלות צלזיוס על מסלול המדבר, ואז לטפס לגבהים שבהם טמפרטורת העור יורדת מתחת -55°C. Spacecraft הפנים אפילו יותר תנודות דרמטיות, מעבר מריק הקר של כדור הארץ התחתון למסלול החום העז של הכניסה.

הרכיבה הארומית, הידועה גם כרכיבי אופניים טמפרטורה או בדיקות הלם תרמיות, דגימות משבשים חוזרים על מעברים בין קיצוניות טמפרטורה גבוהה ונמוכה (המבחן אינו רק על אם התכות או הקפאות החותמות; הוא עוסק בהערכה של היכולת של החומר לסבול את הלחצים המכניים המושרה על ידי הרחבה וההתכווצויות שלה.

מבחן האופניים של Thermal Cycling Tests

מבחן אופניים תרמי טיפוסי עבור נוטריאנטים אווירופייס עוקב אחר פרוטוקול קפדני.הדגימה - בדרך כלל מפרק לחיק, H-strip, או פאנל חתומה - ממוקם בתוך תא סביבתי המסוגל שינויים מהירים טמפרטורה.התאים מתוכנתים למחזור בין טמפרטורה נמוכה, לעתים קרובות -55 מעלות צלזיוס או 65 מעלות צלזיוס, וטמפרטורה גבוהה, בדרך כלל + 125 מעלות צלזיוס או 150 מעלות צלזיוס, בהתאם לאפקטים סטנדרטיים של 15 מעלות צלזיוס, עלולים להיות מבוקרים במהירות גבוהה.

מספר המחזורים במבחן הסמכה יכול לנוע בין כמה מאות עד כמה אלפי מטוסים מסחריים, 1,000 מחזורים הוא מינימום טיפוסי.יישומים חלל עשויים לדרוש 5,000 מחזורים או יותר. משך הבדיקה יכול אפוא בשבועות האחרונים או אפילו חודשים.לאורך הבדיקה, בדיקות תקופתיות מבוצעות.בדיקות חזותיות עבור סדקים, debonding, או מחיקה של בדיקות לאחר מספר קבוע של מחזורי ביצועים מתקדמים (המודלים של חיישנים מתקדמים יותר) באמצעות חיישנים מתקדמים.

המונחים: key Parameters Influencing Test Outcomes

  • (FLT:0 Temperature Range: 1FLT:1 הקיצוניות הקרה והחם הספציפיים חייבים להתאים לסביבה המבצעית.לדוגמה, חותמים על המזג החיצוני של מטוס סופר-סמוני עשויים לראות טווח רחב יותר מאשר אלה בבקתה המטורפת.
  • (FLT:0)Dwell Time:FLT:1; הזמן שבילה בכל טמפרטורה קיצונית.Dwell פעמים של 10-30 דקות הם נפוצים, להבטיח את כל דגימת הדגימה מגיעה לנקודה. קצרים מדי יכול לא להדגיש לחלוטין את החותמת; זמן רב מדי יכול לגרום להשפלה כימית שלא תתרחש בטיסה.
  • (FLT:0) מספר המחזורים: 1FLT) מחזורים נוספים בדרך כלל תואמים עם חיי שירות ארוכים יותר.עם זאת, היחסים אינם תמיד ליניאריים.הבדיקה מואצת משתמשת בספירת מחזור גבוהה יותר כדי לדמות שנים של פעילות בשבועות.
  • (FLT:0)הומידיות ולחץ: 1FLT) כמה בדיקות משלבות לחות בקצה החם כדי לדמות תנאים קרקעיים טרופיים, בעוד שבדיקות חלל עשויות לפעול בוואקום.שילוב של טמפרטורה ולחץ רכיבה על אופניים הוא חמור במיוחד עבור איטום המשמשים בחללית.

מדוע אופניים עשירים אינם ניתנים להשגה עבור בטיחות אווירית

ההשלכות של אי ספיקת חותם בחלל הן לעתים רחוקות קטנות. A דליפה על מיכל דלק יכול לגרום הצטברות vapor וסיכון אש.איטום לחץ תא נכשל יכול להוביל לדיכאון מהיר. בחלליות, חותם מסוכן יכול לאפשר דליפות או אובדן של אווירת אווירת, שעלולה לסיים את התאונות ההיסטוריות מדגישות את הנקודה: ההתפרצות של בואינג ליד אזרס היה קשור חלקית לדלקת הגנה כגון דלקת הלחמה של דלקת פרקים.

יתר על כן, בדיקות אופניים תרמיות לספק נתונים חיוניים עבור הסמכה. סוכנויות רישום דורשות ראיות המתועדות שכל חומר בעל פה - ואת תהליך היישום שלה - יכול לעמוד בסביבה התרמית המפורטת בתכנון המטוס או החללית. Standards כגון FLT:0ASTM D4165FLT:1 (אך שיטת מבחן סקר עבור ניתוח מוסמך של נייחים) ו- ASE5127 (andard for a Aerospace for a Sealants) לא ניתן להשתמש ב-Automary for a Critical Cost of an Untial Cost of aration of aration of aration of aration of aration of aration of aration of aration of aration of aration of the Cost of the Cost of aration of aration of aration of Airtance of aration of aration of Airration of Imaging.

מתח וכבד תחת מתחים

בדיקות אופניים ארסמאל לשים שני תכונות בסיסיות של חותם למבחן: מתח (קשר למצע) ו cohesion (הכוח הפנימי של החומר) בטמפרטורות נמוכות, רבים חותמים הופכים נוקשים וגלויים.אם החותם אינו יכול להתכווץ עם המצע החוזה, את חוויות האג"ח מתח גבוה.

מערכות פולימרים מקושרות, כגון פוליסולידים וסיליקון, בדרך כלל ביצועים טובים יותר מאשר thermoplastics כי רשת של אג"ח כימי מתנגד עיוות קבוע. אפילו בתוך משפחות אלה, הבחירה של מלא, פלסטיקייזר, וסולם סוכן יכול להשפיע באופן דרמטי על מחזור חיים תרמי.לדוגמה, הוספת diluent reactive יכול לשפר גמישות דלת-tempaltures, אבל אם המשתנים במהירות גבוהה במהלך סוללת מחזור זה עלולים אלה עלולים לחטוף תופעות לוואי קצר.

גמישות ו-Allastia Recovery at Low טמפרטורה

אחד ההיבטים המאתגרים ביותר של ביצועים דלת-טמפרטורה הוא שמירה על גמישות. רבים חותמים להציג טמפרטורת מעבר זכוכית (Tg) מתחתיה הם הופכים מכוסים ומאבדים התנהגות גומיית.עבור חותם אווירי, Tg צריך להיות טוב מתחת לטמפרטורת השירות המינימלי - באופן זמני לפחות -65 מעלות צלזיוס.בדיקות אופניים תרמילאמיות כוללות לעתים קרובות ספוגה -55 מעלות צלזיוס, ואחריו מתח מהיר שיכול עדיין לאמת את הנכס הזה.

פרמטר נוסף הוא התאוששות גמישה: לאחר החותם מתוח בטמפרטורה נמוכה והעומס משוחרר, זה צריך לחזור ליד הממדים המקוריים שלה. התאוששות ירודה פירושה החותם ייקח קבוצה (העיוותים המשתנים) במהלך התכווצות תרמית, משאיר פערים על מחזור ההתרחבות הבא.רכיבת אופניים תרמית חושפת הצטברות קבועה על מחזורים רבים, אשר יכול להצביע על הגירה או רשת.

פרוטוקולים ופרוטוקולים ל-Air Sealants

תעשיית החלל מסתמכת על כמה סטנדרטים מבוססים היטב עבור אופניים תרמיים.אחד הנפוצים ביותר הוא FLT:0 ,SAE AS5127/103FLT:1, אשר מפרט את הדרישות עבור מיכל דלק מטוסים ומחסנים ממזגים.זה כולל בדיקת אופניים תרמית הכוללת גם 1,000 מחזורים בין -55C ו- +125 מעלות צלזיוס עם תושב של 15 דקות בכל מחסנים קיצוניים, MIL-F81, כולל לעתים קרובות, כדי להוסיף שטח אחסון שטח חשמלי של 600D, כולל של מחזורי אופניים קצרים של שטח , כולל של 100D-64-64-41, כולל , כולל , כולל מחסנים, כולל , 000 , 000 , 000 , 000 עבור כל אחד מהם, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 מחסנים שטח , 000 , 000 מחסנים שטח , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 סוללת אופניים תרמילי שטח סוללת אופניים תרמילי שטח, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 סוללת שטח , 000 , 000 , 000 , 000 סוללת שטח

היבט נוסף של סטנדרטים אלה הוא תצורה של הדגימה מבחן.יש קורא למפרק פשוט, אחרים עבור H-joint (שני תת-שכבות מחוברות על ידי רצועת חותם), ועדיין אחרים עבור חותם מלא על ראש ממריץ מדמיע.הגאומטריה משפיעה על חלוקת הלחץ, כך שהתצורה שנבחרה צריכה לחקות את היישום בפועל.

סוגים של חותם אווירי והתנהגות מחזורית תרמית

Polysulfide Sealants

מעכבי פוליסולידים מבוססי פוליסולידים הם קוץ הראשי ביישומים של מיכל דלק בשל ההתנגדות המעולה שלהם דלק סילון ונוזלים הידראוליים.יש להם טווח טמפרטורת שירות בדרך כלל מ -55 מעלות צלזיוס ל +125 ° C. שלהם לטווח הארוך שלהם (בדרך כלל > 300%) ומחזורים טובים לאלומיניום להפוך אותם מתאימים לרכיבי אופניים תרמיים.

סיליקון חותם

הסיליקון זוכה למגוון רחב של הטמפרטורה - לעתים קרובות מ -65 מעלות C ל +250 מעלות צלזיוס - מה שהופך אותם אידיאליים עבור מפרץ המנועים ומשטחים חיצוניים ליד מקורות חום.הם נשארים גמישים בטמפרטורות נמוכות כי Tg שלהם הוא נמוך במיוחד במיוחד (כ -120 מעלות צלזיוס) עם זאת, סיליקון יש כוח קוהההההיבי נמוך יותר מאשר פוליסולפים ועלול לקרוע תחת עומס גבוה.

‪Firthane Sealants‬

פוליאורתנס מציעים איזון של כוח מכני טוב טווח טמפרטורה מתון, בדרך כלל -40 מעלות C ל +100 מעלות C. הם משמשים לעתים קרובות יישומים פנימיים, כגון חותמות החלון ו כיבים המטען שלהם, החולשה העיקרית שלהם ברכיבה תרמית היא הידרוליזה; בטמפרטורות גבוהות יכול לגרום אג"ח urethane לפרוץ, המוביל לאובדן מהיר של כפייה.

תגית: Eoxy Sealants

החותם המבוססים על אפיקסי מספקים כוח אג"ח גבוה והתנגדות כימית, אך הם בדרך כלל נוקשים.הם משמשים באזורים עם תנועה מינימלית, כגון בתוך לוחות כריכים מורכבים.המשכות הנמוכה שלהם (בדרך כלל < 10%) גורם להם נטייה לפצח תחת לחץ תרמי.כדי לשפר את ביצועי האופניים התרמיים, epoxies הם לעתים קרובות משתנה עם מכווץ או ממריצים.

תוצאות בדיקות: Thermal Cycling Test Results

לאחר קמפיין אופניים תרמי, דגימות חותם לעבור הערכה לאחר מבחן.בדיקה חזותית מזהה סדקים, blisters, disbondments, שינויים צבע או משטח מרקם. המיקום והתבנית של כישלונות לספק רמזים: פירוק בשוליים מרמז על דבקות גרועה מתחת לטרף, בעוד סדק באמצע מצביע על חולשה משותפת הוא "אובדן ריכוז" של אובדן קלף / ירידה של פחות מבדיקת לחץ דם.

מעבר לבדיקה, בדיקות מכניות כגון כוח רב-עוצמה, הזזות בהפסקה, וכוח הרדאר של הברכיים נמדדות בהשוואה לערכי בסיס.הפחתה של יותר מ-20% בכל רכוש עשויה לפסול את החותם משימוש בטיסה.בנוסף, סריקת קלוריות שונה (DSC) יכולה לזהות שינויים ב- Tg או נוכחות של שבריר פולימרים מגודל.

היבט אחד לעתים קרובות בולט הוא החיסרון בין אצות.לתיחות אוויריים הם בדרך כלל שתי מערכות (בסיס וסולגן הסוכן) כי חייב להיות מעורב ביסודיות.ריאציות קטנות ביחס ערבוב, זמן מגורים לפני הריפוי, או עובי יישומים יכול להשפיע על ביצועי רכיבה תרמי. לכן, בדיקות בדרך כלל לרוץ על כמה דגימות מכמה אצילות.

שיפור ביצועים חסום באמצעות Insights

בדיקות אופניים ארסיות אינן רק שער עובר / חול; הן כלי רב עוצמה לשיפור החומרי. כאשר איטום נכשל מוקדם, מצב הכישלון מדריך רפורמה.לדוגמה, אם פירוק תת-קרקעי מורכב מתרחשת בטמפרטורות גבוהות, מקדם ההדבקה עשוי להיות צורך שיפור.אם סדקים מופיעים בטמפרטורות נמוכות, רמת הפלסטיזייזר או סוג עשוי להיות מותאם כמה יצרניים תרמיים, כמו מחזור חיים חדש, הם להגדיר מחדש, דרך בדיקות כימיות הרצויות, הם להגדיר את זה, אם הם לא מתאימים, הם דרך מחזור חיים חדשים, הם לאפסת, הם בדיקות מעבדה, הם יכולים להגדיר מחדש, אם הם בדיקות כימיות הרצויה, אם הם בדיקות מעבדה, אם הם בדיקות מעבדה, אם הם בדיקות מעבדה, אם הם מתחילים, אם הם מתחילים, אם הם מתחילים, אם הם מתחילים בדיקות כימיות, אם מופיעים בטמפרטורות איטי, הם מופיעים בטמפרטורות איטי, אם הם מופיעים בטמפרטורות איטי, אם הם מתחילים, אם הם מופיעים בטמפרטורות נמוכות, אם מופיעים בטמפרטורות נמוכות, אם הם מופיעים בטמפרטורות נמוכות, אם גורמות, הם עלולים, אם תחליפית, אם מופיעים בטמפרטורות, אם מופיעים בטמפרטורות נמוכות, אם תחליפית, הם עלולים, אז, אז, הם יכולים להיות מותאם, אז, אם תחליפית,

התקדמות בכימיה פולימרית הובילה ל"התאימים" המשלבים מיקרו-capsules של סוכני ריפוי.כאשר סדקים טפסים, הקפסולות פורצות ושחררות מונומר כי פולימרים, חותם את הסדקים.חומרים האלה עדיין בפיתוח, אבל בדיקות אופניים תרמיות הראו כי הם יכולים להתאושש עד 70% של כוח מקורי לאחר רכיבה על אופניים, שימוש בננות-מסומטמים, כמו גם צינורות מתכתבים מסוימים, תוך כדי צמצום חומרים מחוסנים, תוך כדי צמצום של 2,000 מוטציות.

מסקנה

בדיקות אופניים ארסיות נשאר השיטה הסופית להערכת האמינות ארוכת הטווח של נוטריאנטים אוויריים מתחת לתנודות הטמפרטורה הקשות של טיסה בעולם האמיתי.מגובה הקר של גובה גבוה לחום של כניסה מחדש, בדיקות אלה חושפים כיצד התחדשות החותם של החותמת, דבקות וגמישות מתמשכת רק על ידי מנגנוני בקרה קפדניים יותר, תוך שמירה על פני השטח המשתנים, וגמישות מתמשכת יותר על פני סביבת פיתוח גבוהה של חומרים קיצוניים - למערכות חלליות, ודרישות מהירות גבוהה יותר, גורמות לבדיקות מהירות גבוהה יותר, אך ורק על פני השטח המשתנים מתקדמים יותר, וגמישות, רק על פני השטח המשתנים מתקדמים יותר, אך ורק על פני השטח המשתנים מאובטחות יותר, וגמישות, רק על פני השטח המשתנים בטוחים יותר, וגמישות, וגמישות, רק על פני השטח.

(ב) לקריאה נוספת על תקני רכיבה תרמיים, מסמכי SAE:0AMS3222FIRLT 1 ו-FLT:25706FLT 3 מספקים שיטות בדיקה מפורטות עבור חותמות.